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JP2019514943A - 治療用hpvワクチン組み合わせ - Google Patents

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Abstract

HPV18および/またはHPV16に対する治療剤として使用するためのベクター、ワクチン、ワクチン組成物およびワクチン組み合わせが記載される。

Description

関連出願の相互参照
本願は、米国特許法第119条(e)に従い、2015年8月24日に出願された米国仮特許出願第62/209,091号、および2015年8月27日に出願された米国仮特許出願第62/210,655号の優先権を有するものであり、それらの開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本発明は、医薬の分野に関し、より詳しくはヒトパピローマウイルス(human papillomavirus)18型および/または16型に対する治療に使用可能な核酸コンストラクト、ポリペプチド、ベクター、ワクチン、ワクチン組み合わせに関する。
電子的に提出された配列表の参照
本願は、ファイル名「0269_US_P00_PRO_ST25」、作成日が2016年4月25日であり、約64,700バイトのサイズを有するASCIIフォーマットの配列表としてEFS−Webを介して電子的に提出された配列表を含む。EFS−Webを介して提出された配列表は本明細書の一部であり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
ヒトパピローマウイルス(human papillomavirus)(HPV)のファミリーは、皮膚または粘膜のケラチノサイトに感染することが可能な100を超える型(亜型とも称される)からなる。HPVの40を超える型が概して性交渉を介して感染し、男女双方において肛門性器領域のHPV感染は極めて一般的である。一部の性感染性HPV型は、性器疣贅を引き起こし得る。「高リスク」HPV型(例えば、16、18、31、45型)(皮膚疣贅を引き起こすものと異なる)を伴う持続性感染は、例えば、頸部、外陰部、腟、陰茎、中咽頭および肛門の前癌性病変および浸潤性癌に進行し得る。HPV感染の大半は、感染後1〜2年以内に自発的に除去される。健常者では、HPV−16のウイルス初期タンパク質E2、E6およびE7に特異的な循環性Th1型およびTh2型CD4+T細胞、ならびにE6に特異的なCD8+T細胞が抗原負荷時に皮膚に遊走し、これはHPV−16感染に対する奏効的防御が一般にこれらのウイルス初期抗原に対する全身性エフェクターT細胞応答に関連することを示す。感染個体の少数派(約1%)では、HPV感染は持続し、最終的に性器腫瘍性病変をもたらす。高リスクHPVの中のHPV16およびHPV18は、子宮頸癌の主因であり、共に症例の約70%を引き起こし、またこれら2つの型は、肛門癌および中咽頭癌などの他のHPV誘発癌においても主要な役割を果たす。世界的に、HPVは癌を引き起こす最も重要な感染性病原体の1つである。
HPVに対するワクチン接種は、HPVによる感染の発生率または影響を低下させることが可能な方法であると思われる(van der Burg and Melief,2011,Curr Opinion Immunol 23:252−257)。
HPV16型および18型の(エンベロープ)タンパク質L1によって形成されるウイルス様粒子(VLP)に基づく予防用HPVワクチンは、HPV16およびHPV18による持続性感染および関連疾患の予防に非常に有効である。これらのワクチンは、L1タンパク質に対する中和抗体の誘導を介して無菌免疫をもたらすと考えられる。追加的な高リスクHPV型由来のL1に基づくVLPの添加は、かかるワクチンによって与えられる幅広い保護をさらに増強する場合がある。
しかし、かかるワクチンが初期感染を予防し得る(すなわち、それらは予防をもたらす)一方、HPV16およびHPV18によって引き起こされる確立された性器病変に対する有益な効果の証拠が存在しないことから、それらはHPVに対する治療ワクチンと考えられていない(Hildesheim et al.,2007,JAMA 298:743−53)。
これらの予防ワクチンの導入にもかかわらず、多くの人々が、持続性の高リスクHPV感染を既に受けているかまたは受けるリスクが依然としてあり、それ故、癌を患うリスクがある。確立されたHPV感染および関連疾患の根絶のための治療ワクチンは、未だ対処されていない緊急の医学的需要である。
この需要に対処するための試みは既にいくつか報告されている。例えば、種々の異なるワクチン接種方法、例えば、マイコバクテリウム・ボビス(Mycobacterium bovis)由来の熱ショックタンパク質(Hsp)およびHPV−16 E7からなる融合タンパク質、またはHPV−16およびHPV−18に由来するE6、E7およびL2からなる融合タンパク質、キメラL1−E7 VLP、HPV−16およびHPV−18のE6およびE7またはウシパピローマウイルス(bovine papilloma virus)E2を発現する組換えワクシニアウイルス(vaccinia virus)、HPV−16およびHPV−18のE6およびE7のCTLエピトープを発現するDNAワクチン、HPV−16 E7抗原を分泌する弱毒化生リステリア・モノサイトゲネス(Listeria monocytogenes)(Lm)、ならびにHPV−16 E6およびE7ペプチドを含む合成ロングペプチド(SLP)を用いた臨床試験が実施されている。これらの手法の一部が限定はされないがいくらかの臨床有効性を示す一方、大部分が奏功しておらず、これは現行の方法の改善が必要であることを示している。
初期HPVタンパク質E6およびE7をコードする遺伝子の組み込みは、感染から癌に至る過程における必要なステップであり、子宮頸癌細胞の腫瘍性表現型の維持にとって、E6およびE7の持続的発現が必要とされる。したがって、E6およびE7は、治療ワクチン接種にとっての良好な標的と考えられる。前述のように、一部の試験によると、高リスクHPVに感染した女性への治療ワクチン接種が既存の病変の退縮を誘導し得ることが示されている。Kenterらは、治療ワクチンとしてHPV16 E6およびE7タンパク質に由来するSLPおよびアジュバントを用いることで、外陰上皮内腫瘍(VIN)を有する患者の47%が持続的かつ完全な退縮を示した(Kenter et al.,2009,N Engl J Med 361:1838−47)。同様に、タンパク質に基づくワクチン(TA−CIN、HPV16 E6、E7およびL2の融合タンパク質からなる)をVINの2/3の患者における局所免疫調節と組み合わせた試験によると、患者の63%において完全な退縮が示された(Daayana et al.,2010,Br J Cancer 102:1129−36)。ワクチンとしての合成ロングペプチドの考えられる欠点として、大規模での製造可能性およびそれに伴うコスト、潜在的に反応源性を示すアジュバントの必要性およびそれに伴う免疫に関連した有害作用(特に疼痛および腫脹)が挙げられる。高レベルの不快感のために、自発的クリアランス速度が依然として高い場合、SLPを初期ステージの疾患において用いる可能性は高くない。同様に、TA−CIN治療においては局所的なイミキモド治療を必要とするため、耐容性は重要な課題である。というのも、女性の大半がイミキモド治療が持続している間続く局所性および全身性副作用を経験し、それは日々の活動に影響し得るからである。
考えられる代替案は、ワクチン接種用にHPV E6および/またはE7タンパク質をコードするDNAワクチンまたはウイルスベクターワクチンなどの核酸に基づくワクチン接種を用いることである。
しかし、HPV E6およびE7タンパク質は、発癌可能性を有し、それ故にこれらのタンパク質をコードする核酸を含むワクチンを用いるワクチン接種は、抗原の持続的発現の可能性に起因して細胞形質転換を誘導するリスクを提起する。
したがって、遺伝子ワクチン接種の場合、ワクチン接種に起因する細胞形質転換のリスクを排除するため、E6および/またはE7の非発癌性/解毒化バージョンを用いることができる。野生型E6およびE7の発癌能の喪失は、一般に、これらのタンパク質の機能に重要であることが知られている残基の欠失および/または置換によって達成される(例えば、Smahel et al.,2001,Virology 281:231−38;Yan et al.,2009、Vaccine 27):431−40;Wieking et al.,2012,Cancer Gene Ther 19:667−74)。しかし、これらの手法の不利な点は、それらが、タンパク質から重要なT細胞エピトープを除去し、かつ/または新たな望ましくないT細胞エピトープをタンパク質に導入するというリスクを有し、それ故、所望される免疫応答をもたらさない可能性があることである。
HPV16 E6およびE7の発癌能を除去するための代替の方法においては、E6およびE7タンパク質のシャッフルされたバージョン(すなわち、野生型タンパク質の断片が再配列されたポリペプチド)が構築されている(例えば、Oehlschlaeger et al.,2006,Vaccine 24:2880−93;Oosterhuis et al.,2011,Int J Cancer 129:397−406;Oosterhuis et al.,2012,Hum Gen Ther23:1301−12)。しかし、これらの手法の場合、E6およびE7タンパク質の双方の考えられるあらゆるエピトープの包含を確保するための複数分子の作製、配合および投与がさらに必要になり、最適以下のロジスティックスおよび比較的高いコストをもたらし、さらに記載された方法はE6およびE7中に存在しない潜在的に強力な非天然エピトープを導入し、また免疫応答が関連のあるE6/E7エピトープからかかる非天然エピトープの方へ転用され得ることから、記載されたコンストラクトは最適な免疫学的特性を有しない可能性がある。遺伝子アジュバントを内蔵し、HPV16およびHPV18双方のE6およびE7断片が混ざった細胞内標的化融合タンパク質を発現する治療用DNAワクチンもまた報告されており、それでエレクトロポレーション強化免疫化することにより、CIN3の患者において有意なE6/E7特異的T細胞応答が誘発された(Kim et al.,2014)。
したがって、当該技術分野では、HPVに対する治療ワクチン、好ましくは前述の手法が有する欠点がより少ないワクチンが依然として求められている。
本発明は、HPV感染に対する免疫応答を生成するために使用され得る1つ以上のベクター、ワクチン、およびワクチン組み合わせを提供する。種々の実施形態において、本発明は、HPV16またはHPV18腫瘍性タンパク質E6およびE7の本質的に全ての可能なT細胞エピトープを含むが、それにもかかわらず、再配列されているE6およびE7タンパク質の断片を含む一方、同時に望ましくない強力なネオエピトープの含有数が最少であることにより、(野生型E6およびE7と比べて)著しく低下した検出不能なまでの形質転換活性を有するポリペプチドまたは融合タンパク質をコードする核酸分子を含む。これは、既に他で報告されている分子と対照的である。本発明は、HPV16またはHPV18に対する治療ワクチンにおいて使用可能な分子を提供する。
種々のさらなる実施形態において、ベクター、ワクチンおよびワクチン組み合わせは、HPV16またはHPV18腫瘍性タンパク質E6およびE7の本質的に全ての可能なT細胞エピトープを含むが、それにもかかわらず、(野生型E6およびE7と比べて)著しく低下した検出不能なまでの形質転換活性を有するポリペプチドまたは融合タンパク質をコードする核酸分子を含む。少なくとも1つの態様では、これは、ベクター、ワクチンおよびワクチン組み合わせが、再配列されたE6およびE7タンパク質の断片を含む一方、同時に望ましくない強力なネオエピトープの含有数が最少であるときに達成される。これは、既に他で報告されている分子と対照的である。好ましい実施形態では、ベクター、ワクチンまたはワクチン組み合わせによってコードされるポリペプチドまたは融合タンパク質は、HPV16またはHPV18のE2タンパク質またはその断片をさらに含む。本発明は、HPV16またはHPV18に対する治療ワクチンにおいて使用可能な分子を提供する。そのような分子はまた、HPV16およびHPV18の双方に対する治療ワクチンにおいて組み合わせられ得る。
特定の実施形態では、HPV16に関する本発明は、配列番号1、配列番号3、配列番号5、配列番号28、またはそれらの組み合わせで示されるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸分子を含むベクター、ワクチンおよびワクチン組み合わせを提供する。特定の好ましい実施形態では、HPV16に関する本発明は、配列番号3で示されるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸分子を含むベクター、ワクチンおよびワクチン組み合わせを提供する。他の実施形態では、HPV18に関する本発明は、配列番号20、配列番号22、配列番号31、またはそれらの組み合わせで示されるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸分子を含むベクター、ワクチンおよびワクチン組み合わせを提供する。特定の好ましい実施形態では、HPV18に関する本発明は、配列番号22で示されるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸分子を含むベクター、ワクチンおよびワクチン組み合わせを提供する。
いくつかの態様では、本発明のコードされるポリペプチドは、リーダー配列をさらに含み得る。
特定の実施形態では、コードされるポリペプチドは、HPV16 E2タンパク質またはHPV18 E2タンパク質の少なくとも1つのエピトープを含む。E2タンパク質は、例えばそのトランス活性化および/またはDNA結合ドメインが、例えば、欠失、変異またはタンパク質の他の部分の構造的再編成によって不活化されていてもよい。HPV16に関する特定の実施形態では、コードされるポリペプチドは、配列番号28で示されるアミノ酸配列を含む。HPV18に関する特定の実施形態では、コードされるポリペプチドは、配列番号31で示されるアミノ酸配列を含む。
HPV16に関する特定の実施形態では、核酸配列は、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号24、配列番号29、配列番号30、またはそれらの組み合わせで示されるポリヌクレオチド配列を含む。HPV16に関する特定の好ましい実施形態では、核酸配列は、配列番号2、配列番号4または配列番号24で示されるポリヌクレオチド配列を含む。
HPV18に関する特定の他の実施形態では、核酸配列は、配列番号21、配列番号23、配列番号25、配列番号32、配列番号33、またはそれらの組み合わせで示されるポリヌクレオチド配列を含む。HPV18に関する特定の好ましい実施形態では、核酸配列は、配列番号21、配列番号23または配列番号25で示されるポリヌクレオチド配列を含む。
本発明はまた、本発明による組換えウイルスベクターおよび薬学的に許容される賦形剤を含むワクチンおよびワクチン組み合わせを提供する。組換えウイルスベクターは、本発明による1つ以上の核酸分子を含み、ポリペプチドをコードする配列はプロモーターに作動可能に連結されている。
特定の実施形態では、ベクターは、組換えポックスウイルスベクターまたは組換えアデノウイルスベクターなどのウイルスベクターである。特定の好ましい実施形態では、ベクターは、組換えアデノウイルスまたは組換えMVAウイルスである。さらなる好ましい実施形態では、MVAウイルスベクターは、MVA−BNまたはその誘導体である。なおさらなる好ましい実施形態では、アデノウイルスベクターはrAd26およびrAd35から選択され、最も好ましくはrAd26である。
特定の好ましい実施形態には、
a)共に配列番号1のアミノ酸配列を含む第1のポリペプチドをコードする第1の核酸、および配列番号20のアミノ酸配列を含む第2のポリペプチドをコードする第2の核酸を含む、免疫学的有効量の1つ以上の組換えアデノウイルスベクターを、薬学的に許容される担体と共に含む第1のワクチン;ならびに
b)配列番号1のアミノ酸配列を含む第3のポリペプチドをコードする第3の核酸、および配列番号20のアミノ酸配列を含む第4のポリペプチドをコードする第4の核酸を含む、免疫学的有効量の組換え変異ワクシニアアンカラ(MVA)ベクターを、薬学的に許容される担体と共に含む第2のワクチン
を含み、MVAベクターは、MVA−BNまたはその誘導体を含むワクチン組み合わせがある。
本発明の実施形態によれば、第1のポリペプチドおよび第3のポリペプチドは同一であっても異なっていてもよい。例えば、第1および第3のポリペプチドの一方は他方のポリペプチドに存在しない追加のアミノ酸配列を含むことができ、または第1および第3のポリペプチドは、互いに異なる追加のアミノ酸配列を含むことができる。同様に、第2および第4のポリペプチドも同一であっても異なっていてもよい。第1の核酸および第3の核酸は、同一であっても異なっていてもよい。例えば、第1および第3の核酸は、異なる第1および第3のポリペプチドをコードし、かつ/または同じアミノ酸に対して異なるコドンを使用するため、異なる可能性がある。同様に、第2および第4の核酸も同一であっても異なっていてもよい。
特定のさらなる好ましい実施形態では、a)およびb)双方の第1のワクチンおよび第2のワクチンはそれぞれ、配列番号28のアミノ酸配列を含む第5のポリペプチドをコードする核酸、および配列番号31のアミノ酸配列を含む第6のポリペプチドをコードする核酸をさらに含む。第5および第6のポリペプチドはそれぞれ、独立して、または好ましくは本発明のE6およびE7ポリペプチドを含む融合タンパク質の一部として、発現され得る。
他のさらなる好ましい実施形態では、第1のワクチンおよび第2のワクチンのそれぞれの配列番号1のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸は、第5のポリペプチドをさらにコードする。好ましくは、配列番号1のアミノ酸配列を含むポリペプチドおよび第5のポリペプチドは、配列番号3または配列番号5のアミノ酸配列を含むポリペチドなどの融合タンパク質において共に発現する。第1および第2のワクチンのそれぞれの配列番号20のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸は、好ましくは第6のポリペプチドをさらにコードする。好ましくは、配列番号20のアミノ酸配列を含むポリペプチドおよび第6のポリペプチドは、配列番号22のアミノ酸配列を含むポリペチドなどの融合タンパク質において共に発現する。
さらに他の好ましい実施形態では、第1のワクチンおよび第2のワクチンの一方または両方の配列番号1を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号3を含むポリペプチドをコードする核酸の一部である。なおさらなる好ましい実施形態では、第1のワクチンおよび第2のワクチンの一方または両方の配列番号20を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号22を含むポリペプチドをコードする核酸の一部である。
種々の実施形態では、配列番号1のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号2のポリヌクレオチド配列に対し少なくとも90%の配列同一性を有し、配列番号20のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号21のポリヌクレオチド配列に対し少なくとも90%の配列同一性を有する。他の実施形態では、配列番号3のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号4または配列番号24のポリヌクレオチド配列に対し少なくとも90%の配列同一性を有し、配列番号22のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号23または配列25のポリヌクレオチド配列に対し少なくとも90%の配列同一性を有する。
本発明はまた、対象におけるHPV、特にHPV16もしくはHPV18、またはHPV16およびHPV18に対する免疫応答を誘導する方法であって、本発明によるベクター、ワクチンまたはワクチン組み合わせを対象に投与する工程を含む方法を提供する。本発明はまた、HPV、特にHPV16もしくはHPV18、またはHPV16およびHPV18の両方に対する免疫応答の誘導に使用するための、本発明によるベクター、ワクチンまたはワクチン組み合わせを提供する。
特定の実施形態では、本発明のベクターまたはワクチンは、対象に2回以上投与される。
特定の実施形態では、本発明によるベクター、ワクチン、またはワクチン組み合わせは、プライムブーストレジメンとして、それを必要とする対象、好ましくはヒト対象に投与される。好ましい実施形態では、プライムブーストレジメンは、免疫学的有効量の(i)本発明によるポリペプチドをコードする核酸を含む組換えアデノウイルスベクターを薬学的に許容される担体と共に;または免疫学的有効量の(ii)本発明によるポリペプチドをコードする核酸を含む第1の組換えアデノウイルスベクター、および本発明による異なるポリペプチドをコードする核酸を含む第2の組換えアデノウイルスベクターを薬学的に許容される担体と共に含むプライミングワクチンを含む。免疫学的有効量の、本発明によるポリペプチドをコードする、好ましくは本発明による2つの異なるポリペプチドをコードする核酸を含む組換え変異ワクシニアアンカラ(MVA)ベクターを、薬学的に許容される担体と共に含むブースティングワクチンも存在する。
他の種々の実施形態では、プライムブーストレジメンは、免疫学的有効量の、本発明によるポリペプチドをコードする核酸を含む組換え変異ワクシニアアンカラ(MVA)ベクターを、薬学的に許容される担体と共に含む。免疫学的有効量の(i)本発明によるポリペプチドをコードする核酸を含む組換えアデノウイルスベクターを薬学的に許容される担体と共に;または免疫学的有効量の(ii)本発明によるポリペプチドをコードする核酸を含む第1の組換えアデノウイルスベクター、および本発明による異なるポリペプチドをコードする核酸を含む第2の組換えアデノウイルスベクターを薬学的に許容される担体と共に含むブースティングワクチンも存在する。
本発明はまた、その治療を必要としている対象における持続性HPV感染(特に、持続性HPV16またはHPV18感染)、外陰上皮内腫瘍(VIN)、子宮頸部上皮内腫瘍(CIN)、腟上皮内腫瘍(VaIN)、肛門上皮内腫瘍(AIN)、子宮頸癌(子宮頸部扁平上皮癌(SCC)など)、中咽頭癌、陰茎癌、膣癌または肛門癌のいずれかを治療する方法であって、本発明によりベクター、ワクチンまたはワクチン組み合わせを対象に投与する工程を含む方法を提供する。本発明はまた、その治療を必要としている対象における持続性HPV感染(特に、持続性HPV16またはHPV18感染)、外陰上皮内腫瘍(VIN)、子宮頸部上皮内腫瘍(CIN)、腟上皮内腫瘍(VaIN)、肛門上皮内腫瘍(AIN)、子宮頸癌(子宮頸部扁平上皮癌(SCC)など)、中咽頭癌、陰茎癌、膣癌または肛門癌のいずれかの治療に使用するための本発明によるベクター、ワクチンまたはワクチン組み合わせを提供する。
上述の概要および下記の本発明の詳細な説明は、添付した図面と共に読む場合により良く理解されるであろう。本発明は図面に示される明確な実施形態に限定されないことを理解すべきである。
HPV16 E6およびE7の融合タンパク質の発現。HEK−293T細胞に、図の上部に示される導入遺伝子を発現するDNAベクターが一過性にトランスフェクトされた。トランスフェクションの24時間後、細胞が収集され、細胞抽出物がHPV16 E7に対する抗体を用いたSDS−PAGEおよびウエスタンブロッティングにより分析された(上パネル)。NF−kBを示すローディング対照(下パネル)により、全レーンにおいて細胞溶解物の類似したローディングが確認される。分子量マーカーは左側に示される。融合タンパク質の予想サイズ:E6E7SH 約38kDa;E2E6E7SHおよびE6E7E2SH 約75kDa、LSE2E6E7SH 約78kDa。 軟寒天中のコロニー形成。A)軟寒天アッセイの手順の略図。B)播種の6週後、寒天中の細胞の倍率40倍での代表的な顕微鏡画像。白色矢印はE7wtトランスフェクト細胞内で観察されたコロニーを強調する。C)GelcountTMおよび関連ソフトウェアを用いた、寒天中、播種の6週後でのコロニーの定量化。*:p<0.05(ポアソン回帰モデル);**:非劣性(5%の非劣性マージンを伴う一般化線形モデル)。 図3:HPV16 E6E7SHはE6およびE7活性を失っている。A)E6E7SHによるp53分解の欠如を示す代表的なウエスタンブロット。ヒトp53ヌルNCI−H1299細胞に、p53を発現するプラスミドが、HPV16 E6野生型、HPV16 E6E7SHを発現するプラスミド、またはエンプティベクターと組み合わされてコトランスフェクトされた。非TFは非トランスフェクト細胞を示す。トランスフェクションから24時間後、細胞溶解物が調製され、30μgの総タンパク質がゲル上にロードされた。上パネル−p53染色、中間パネル−E6染色、下パネル−NF−kB染色(ローディング対照)。(B)4つの独立アッセイにおけるp53レベルの定量化。p53シグナルはNF−κBシグナルに正規化された。C)E6E7SHによるpRb分解の欠如を示すウエスタンブロット。pRbヌルSaos−2細胞に、pRbを発現するプラスミドが、HPV16 E7野生型、HPV16 E6E7SHを発現するプラスミド、またはエンプティベクターと組み合わされてコトランスフェクトされた。非TFは非トランスフェクト細胞を示す。トランスフェクションから24時間後、細胞溶解物が調製され、10μgの総タンパク質がゲル上にロードされた。上パネル−pRb染色、中間パネル−E7染色、下パネル−NF−κB染色(ローディング対照)。D)4つの独立アッセイにおけるpRbレベルの定量化。pRbシグナルはNF−κBシグナルに正規化された。*:p<0.05(ANOVAモデル);**:非劣性(試験はANOVAモデル由来の95%CIに基づいた。非劣性マージンは75%に設定された)。 (上記の通り) HPV16 E6E7SHは一次ヒト上皮ケラチノサイトを不死化しない。一次ヒト上皮ケラチノサイトに、HPV16の野生型E6およびE7をコードするオープンリーディングフレーム(E6E7wt)、HPV16 E6E7SH配列またはeGFPをコードするレンチウイルスが形質導入された。非形質導入ドナー細胞が対照として用いられた。E6E7wtの発現のみが、寿命延長および約200日目のhTERT活性化(記載せず)によって示される通り、一次ケラチノサイトの不死化を誘導する。十字記号は、細胞が老化で死滅し、さらなる培養ができなかったことを示す。詳細については、実施例2を参照されたい。2つの追加ドナーにおいて同様の結果が得られた(記載せず)。 DNA免疫後、HPV16 E6E7SHによって誘導される免疫応答−IFNγ ELISPOT分析。A.免疫スキーム。CB6F1マウスが、HPV16 E6E7SHを発現するDNAプラスミドまたは導入遺伝子を発現しないプラスミド(対照)で免疫された。免疫付与の2週後、マウスはサクリファイスされ、単離された脾細胞がE7に対応する15merペプチドプールで終夜刺激された。B.個々のマウスにおけるHPV16 E7に特異的な免疫応答が、IFNγ ELISPOTアッセイによる測定で、10個の脾細胞当たりのスポット形成単位(SFU)として与えられる。 HPV16 E6E7SHの免疫原性−IFNγELISPOT分析。(A).免疫スキーム。マウスが、示された通りのインサートを有するアデノベクターで免疫された。2週後(B)および8週後(C)でのE7に特異的な応答が、IFNγ ELISPOTにより分析された(10個の脾細胞当たりのスポット形成単位(SFU)として表される)。黒丸は、1×1010vpの用量で免疫されたマウスを表し、白丸は5×10vpで免疫されたマウスを表す。黒棒は、応答の幾何平均を表す。点線は、ELISPOTアッセイにおける検出下限を示す。ANOVA後のボンフェローニ統計解析が対数変換データに対して実施された。*:p<0.05。詳細については、実施例3を参照されたい。 HPV16 E2E6E7SHの免疫原性−E7四量体染色。(A).免疫スキーム。CB6F1マウスが、示された通りの導入遺伝子を発現する1×1010vpのアデノベクターで免疫された。免疫付与の2週後、マウスはサクリファイスされ、単離された脾細胞が、E749−57−H2−Db四量体と相互作用可能なCD8+細胞の存在について分析された(B)。E7四量体陽性CD8+T細胞の割合がy軸に示される。ANOVA後のボンフェローニ統計解析が対数変換データに対して実施され、異なるE6E7SH変異体間の差異は統計学的に有意でなかった。 HPV16 E2E6E7SHの免疫原性−IFNγ ELISPOT分析。(A).免疫スキーム。CB6F1マウスが、パネルBおよびCの下部に示される導入遺伝子を発現するアデノベクターで免疫された。免疫付与の2週後、マウスはサクリファイスされ、単離された脾細胞が、E2(B)、E6(記載せず)またはE7(C)に対応する15merペプチドプールで一晩刺激された。応答が10個の脾細胞当たりのSFUとして与えられる。ANOVA後のボンフェローニ統計解析が対数変換データに対して実施された。E2のみをコードするアデノベクターによって誘導されるE2応答は、E6およびE7断片を含む本発明のポリペプチドによって誘導される応答よりも高い。E2対E2E6E7SH、およびE2対E6E7E2SHの差異は有意である(*:p<0.05)。ANOVA後のボンフェローニ統計解析が対数変換データに対して実施された。 免疫マウスにおけるHPV16の持続的免疫応答。特に、(A)免疫スキーム。CB6F1マウスが、変異体HPV16 LSE2E6E7SH、HPV16 E2E6E7SH、HPV16 E6E7SHを発現する1×1010vpのAd35ベクター、または導入遺伝子を発現しないアデノベクター(エンプティ)で免疫された。四量体染色によりE7に特異的なCD8+T細胞の割合を測定するため、血液試料が2週毎に採取された。(B)免疫付与の2週後の免疫応答。リーダー配列を含むベクターは、リーダー配列を伴わないベクターよりも高い応答を誘導した。LSE2E6E7SH対E2E6E7SH(*:p<0.05)。(C)応答の動態。ANOVA後のボンフェローニ統計解析が2週目のデータセットの対数変換データに対して実施された。E2を含む分子によって誘導されるE7応答は、E2を含まない分子と比べてより高い傾向があるが、結果は統計学的には有意でなかった。 免疫応答を増加させるための異なるアデノウイルスベクターの使用。(A).免疫スキーム。CB6F1マウスが、HPV16 E2E6E7SHを発現するAd26ベクター(HPV16−Tx)、または導入遺伝子を発現しないAd26ベクター(エンプティ)で免疫された。2週後、免疫が、同図の下部に示すようなAd35に基づくベクターを用いて繰り返された。2回目の免疫付与の4週後、マウスはサクリファイスされ、四量体染色によりE7に特異的なCD8+T細胞の割合を測定するため、血液試料が用いられた。*Ad26.HPV16−Tx/Ad35.HPV16−Tx対Ad26.HPV16−Tx/Ad35.Emptyの比較を示す(p<0.05)(多重比較におけるアルファ=0.01を伴う対数変換データに対するスチューデントt検定)。 アカゲザル(Rhesus macaques)におけるHPV16 E2E6E7SHの細胞免疫原性。(A)免疫スキーム。アカゲザル(Rhesus macaques)が0日目に免疫された。すなわち、筋肉内免疫(i.m)により、動物8匹がAd26.HPV16−E2E6E7SHを受け、対照動物2匹がAd26.エンプティを受けた。ブースト免疫(Ad26.HPV16−E2E6E7SHまたはAd26.エンプティ)が8週後に与えられた。16週後、動物は同じHPV16 E2E6E7SHを発現するAd35ベクターにより2回目のブースト免疫を受けた一方、対照動物はAd35.エンプティを受けた。アデノベクターの用量は1×1011vp/免疫であった。採血は数回の時点で実施された。(B)PBMCにおける細胞免疫応答がIFNγ ELISPOTにより測定された。PBMCは、HPV16 E2、E6またはE7に対応するペプチドプールで刺激され、1×10個のPBMCにおけるスポット形成単位(SFU)数が図示される。エンプティ対照動物(n=2)は、検出可能な応答を全く示さなかった。詳細については、実施例4を参照されたい。 図12:HPV16−E2E6E7SHを発現するアデノベクターの治療効果。(A)TC−1注射および免疫スキーム。0日目、CB6F1マウスに1×10個のTC−1細胞が皮下注射された。6日後、腫瘍が触知可能であった場合、マウスは、5nmolのODN1826−CpGを添加した最終容量200μlの0.9%生理食塩水中に150μgで含まれる、HPV16 E6およびE7免疫優性エピトープを覆う2つのSLP(すなわち、HPV16 E6 aa41−65(KQQLLRREVYDFAFRDLCIVYRDGN;配列番号18)およびHPV16 E7 aa 43−77(GQAEPDRAHYNIVTFCCKCDSTLRLCVQSTHVDIR;配列番号:19)(B)、またはAd26.HPV16−E2E6E7SH(C)で免疫された。対照マウスは、CpG単独(D)またはAd26.エンプティを受けた。全てのマウスが、20日目にブースト免疫を受けた。プライム免疫においてAd26ベクターを受けたマウスは、その後、対応するAd35ベクターで免疫された。その他のマウスは、プライム免疫などの場合、CpGで免疫賦活されたSLPまたはCpG単独を受けた。(B〜E)TC−1注射マウスにおける腫瘍測定。腫瘍体積は、(幅×長さ)/2として算出された。腫瘍体積が1000mmを超えると、マウスはサクリファイスされた。2匹のマウスは、20%を超える体重減少が原因でサクリファイスされなければならなかった(アスターリスクで表示される)。(F〜G)最初の35日間のパネルBおよびCのクローズアップ。(H)TC−1注射後の生存。Ad.HPV16−E2E6E7SHで治療されたマウスの生存は、SLPおよびCpGで免疫されたマウスと比べて有意に増加した(ログランク検定p<0.05)。Ad.HPV16−E2E6E7SHで免疫されたマウス3匹は、実験の終了時に腫瘍がなかった(92日目)。 (上記の通り) HPVAgまたはLSE2E6E7SHをコードする導入遺伝子を有するアデノウイルスベクターは、導入遺伝子発現を抑制可能な細胞でウイルス収量の増加を示す。A)Ad35ベクターにおけるウイルス収量アッセイ。PER.C6、PER.C6/CymR、およびPER.C6/TetR細胞は、GFP−LucまたはHPVAgをコードする導入遺伝子を有するAd35ベクターによる感染を受けた。これらの導入遺伝子は、CuOまたはTetO含有CMVプロモーターにより駆動された。ウイルス収量は、感染の4日後に、Ad35ヘキソンに特異的なqPCRに基づく方法により測定された。B)Ad26ベクターにおけるウイルス収量アッセイ。PER.C6およびPER.C6/TetR細胞は、GFP−Luc、HPVAg、またはLSE2E6E7SHをコードする導入遺伝子を有するAd26ベクターによる感染を受け、それらの導入遺伝子は全て、TetO含有CMVプロモーターにより駆動された。ウイルス収量は、感染の3日後に、Ad26ヘキソンに特異的なqPCRに基づく方法により測定された。詳細については、実施例6を参照されたい。 ベクター産生中での導入遺伝子発現を抑制するためのリプレッサー系の使用により、HPVAgをコードする導入遺伝子を有するアデノウイルスベクターにおける導入遺伝子カセットの不安定化が阻止される。CMVCuOの制御下でHPVAgを発現するAd35ベクターは、PER.C6細胞株またはPER.C6/CymR細胞株でのDNAトランスフェクションにより救出された。得られたウイルスプラークが、1細胞株当たり5個採取され、各々の細胞株での継続的感染にわたって用いられた。A)10回のウイルス継代後のベクター導入遺伝子カセット領域の完全性のPCRによる分析。PER.C6およびPER.C6/CymRで継代されたウイルス単離物から得られたPCR産物が各々、中間および右パネルに示される。PER.C6で継代されたウイルス単離物1、2、4および5において得られた完全長と見られるPCR産物、ならびにPER.C6/CymRで継代された単離物1〜5において認められたものが、サンガーDNA塩基配列決定法により分析された。クロマトグラムトレースの分析(記載せず)により、PER.C6で増殖した全ての単離物(PER.C6/CymRで増殖したものでない)が、HPVAgにおけるコード配列内に少しのフレームシフト欠失または中途での停止変異を有することが示された。B)7回のウイルス継代後でのベクターがHPVAgを発現する能力の分析。A549細胞が、PER.C6およびPER.C6/CymRで増殖されたウイルス単離物により形質導入され、HPVAgの発現がHPV16 E7特異的抗体を用いるウエスタンブロットにより分析された。HPVAgにおいて予測されたサイズは83kDaである。詳細については、実施例6を参照されたい。 HPV18 E6およびE7の融合タンパク質の発現。HEK−293T細胞に、図の上部に示される導入遺伝子を発現するDNAベクターが一過性にトランスフェクトされた。トランスフェクションの24時間後、細胞が収集され、細胞抽出物がHPV18 E6に対する抗体を用いたSDS−PAGEおよびウエスタンブロッティングにより分析された(上パネル)。NF−kBを示すローディング対照(下パネル)により、両レーンにおいて細胞溶解物の類似したローディングが確認される。分子量マーカーは左側に示され、矢印は融合タンパク質を示す。予想サイズ:E6E7SH 約38kDa;E2E6E7SH 約75kDa。 HPV18 E6E7SHデザイナーコンストラクトによる軟寒天中のコロニー形成は見られなかった。A)播種の6週後、寒天中の細胞の倍率40倍での代表的な顕微鏡画像。E7wtトランスフェクト細胞内に大きいコロニーが認められる。B)GelcountTMおよび関連ソフトウェアを用いた、寒天中、播種の6週後でのコロニーの定量化。*:p<0.05(ポアソン回帰モデル);**:非劣性(5%の非劣性マージンを伴う一般化線形モデル)。 HPV18 E6E7SHは、p53およびpRbを分解する能力を失った。A)HPV18 E6E7SHによるp53分解の欠如を示す代表的なウエスタンブロット。ヒトp53ヌルNCI−H1299細胞に、p53を発現するプラスミドが、HPV18 E6野生型、E6E7SHまたはエンプティベクターを発現するプラスミドと組み合わされてコトランスフェクトされた。非TFは非トランスフェクト細胞を示す。トランスフェクションから24時間後、細胞溶解物が調製され、30μgの総タンパク質がゲル上にロードされた。上パネル−p53染色、中間パネル−E6染色、下パネル−NF−kB染色(ローディング対照)。(B)4つの独立アッセイにおけるp53レベルの定量化。p53シグナルはNF−κBシグナルに正規化された。C)HPV18 E6E7SHによるpRb分解の欠如を示すウエスタンブロット。pRbヌルSaos−2細胞に、pRbを発現するプラスミドが、HPV18 E7野生型、HPV18 E6E7SHを発現するプラスミド、またはエンプティベクターと組み合わされてトランスフェクトされた。非TFは非トランスフェクト細胞を示す。トランスフェクションから24時間後、細胞溶解物が調製され、10μgの総タンパク質がゲル上にロードされた。上パネル−pRb染色、中間パネル−E7染色、下パネル−NF−κB染色(ローディング対照)。D)4つの独立アッセイにおけるpRbレベルの定量化。pRbシグナルはNF−κBシグナルに正規化された。*:p<0.05(ANOVAモデル);**:非劣性(試験はANOVAモデル由来の95%CIに基づいた。非劣性マージンは75%に設定された)。 HPV18 E6E7SHは一次ヒト生殖器ケラチノサイトを不死化しない。一次ヒト生殖器ケラチノサイトに、HPV18の野生型E6およびE7をコードするオープンリーディングフレーム(E6E7wt)、E6E7SH配列またはeGFPをコードするレンチウイルスが形質導入された。非形質導入ドナー細胞は対照として用いられた。HPV18 E6E7wtの発現のみが、寿命延長(および約200日目のhTERT活性化、データは記載せず)によって示される通り、一次ケラチノサイトの不死化を誘導する。十字記号は、細胞が老化で死滅し、さらなる培養ができなかったことを示す。詳細については、実施例8を参照されたい。2つの追加ドナーにおいて同様の結果が得られた(記載せず)。 図19:HPV18 E6E7SH変異体の免疫原性−細胞内サイトカインの染色。CB6F1マウスが、パネルの下部に示される導入遺伝子を発現するアデノベクターで免疫された。免疫付与の2週後、マウスはサクリファイスされ、単離された脾細胞がHPV18 E6に対応する15merペプチドプールで一晩刺激された。応答がIFNγ陽性CD8+T細胞の割合として与えられる。 (上記の通り) 図20:HPV16およびHPV18の組み合わせベクターの免疫原性−IFNγ ELISPOT分析。CB6F1マウスが、HPV16(配列番号3をコードする)およびHPV18(配列番号22をコードする)の双方に由来するE2E6E7SH導入遺伝子を発現するアデノベクター(26型)で免疫された。プライム免疫の4週後、マウスは、同じE2E6E7SH導入遺伝子を有する35型のアデノウイルスベクターで異種ブースト免疫を受けた。ブースト免疫の2週後、マウスはサクリファイスされ、単離された脾細胞がHPV16 E7(A)またはHPV18 E6(B)に対応する15merペプチドプールで一晩刺激された。応答が10個の脾細胞当たりのSFUとして与えられる。 (上記の通り) アカゲザル(Rhesus macaques)におけるHPV16およびHPV18の組み合わせワクチンの細胞免疫原性。アカゲザル(Rhesus macaques)が、図11に示されるスキームに従い、HPV16およびHPV18のデザイナーコンストラクトの組み合わせで免疫された。0日目:筋肉内免疫(i.m.)により、動物8匹がAd26.HPV16−E2E6E7SHおよびAd26.HPV18−E2E6E7SHの混合物を受けた。8週後、同じベクターによりブースト免疫が与えられた。16週後、動物は同じHPV16 E2E6E7SHおよびHPV18 E2E6E7SH融合タンパク質を発現する2つのAd35ベクターの混合物により2回目のブースト免疫を受けた。アデノベクターの用量は、1×1011vp/ベクター/免疫であった。採血は数回の時点で実施された。PBMCにおける細胞免疫応答がIFNγ ELISPOTにより測定された。PBMCは、HPV16およびHPV18のE2、E6またはE7に対応するペプチドプールで刺激され、1×10個のPBMCにおけるスポット形成単位(SFU)数が決定された。この図は、各免疫の2週後の、試験された6種全てのペプチドプールの累積応答を示している。詳細については、実施例11を参照されたい。 HPV16 E2E6E7SHおよびHPV18のE2E6E7SHを発現する組み合わせアデノベクターの治療効果。0日目、C57BL/6マウスに5×10個のTC−1細胞が皮下注射された。6日後、腫瘍が触知可能になったとき、マウスはAd26.HPV16−E2E6E7SH、またはAd26.HPV16−E2E6E7SHおよびAd26.HPV18−E2E6E7SHの混合物で免疫された。対照マウスはAd26.エンプティを受けた。全てのマウスが、20日目に、対応するAd35ベクターによってブースト免疫を受けた。腫瘍体積は、(幅×長さ)/2として算出された。腫瘍体積が1000mmを超えると、マウスはサクリファイスされた。グラフはTC−1注射後の生存を示す。HPV16+HPV18組み合わせワクチンで免疫されたマウス3匹は、実験の終了時に腫瘍がなかった。Ad.HPV16−E2E6E7SHで治療されたマウスの生存期間の中央値は、Ad.HPV16/18−E2E6E7SHで免疫されたマウスと比べて有意な差はなかった。 免疫応答を増加させるための変異ワクシニアアンカラ(MVA)の使用。(A).免疫スキーム。CB6F1マウスが、HPV16 E2E6E7SHを発現するAd26ベクター(HPV16)およびHPV18 E2E6E7SHを発現するAd26ベクターの混合物、または導入遺伝子を発現しないAd26ベクター(エンプティ)で免疫された。8週後、MVA−BN、またはAd26ベクターと同じ抗原を発現するAd35ベクターを用いて免疫が繰り返された。対照動物が、導入遺伝子を発現しないMVA−BNベクター(対照)でブースト免疫された。2回目の免疫付与の2週後、マウスはサクリファイスされ、単離された脾細胞が、HPV16およびHPV18 E6のE2、E6またはE7に対応する15merペプチドプールで一晩刺激された。(B)は、1群当たりの全IFNγ応答を10個の脾細胞当たりのSFUとして示す。(アルファ=0.05を伴う対数変換データに対するスチューデントt検定、陰性対照を除く)。 アカゲザル(Rhesus macaques)においてAd26プライムおよびMVAブーストによって誘導される細胞免疫原性。アカゲザル(Rhesus macaques)が、図24Aに示されるスキームに従い、HPV16およびHPV18のデザイナーコンストラクトの組み合わせで免疫された。0日目:筋肉内免疫(i.m.)により、動物数匹がAd26.HPV16−E2E6E7SHおよびAd26.HPV18−E2E6E7SHの混合物を受けた。8週後、HPV16 E2E6E7SHおよびHPV18 E2E6E7SHベクターをコードするMVA−BNによりブースト免疫が与えられた。アデノベクターの用量は、1×1011vp/ベクターであった。MVAの用量は、1.8×10TCID50であった。採血は数回の時点で実施された。PBMCにおける細胞免疫応答がIFNγ ELISPOTにより測定された。PBMCは、HPV16 E2(B)、HPV16 E6(C)、HPV16 E7(D)、HPV18 E2(E)、HPV18 E6(F)、HPV18 E7(G)に対応するペプチドプールで刺激され、1×10個のPBMCにおけるスポット形成単位(SFU)数がそれぞれ決定され、図24B〜24Gに示される。図24Hは、1時点当たりの動物1匹当たりの抗原数を示す。カットオフは、1×10個のPBMC当たり50SFUに設定した。図24Iは、異なる時点での、試験された6種全てのペプチドプールの累積応答を示している。パネルB〜Hの統計学的解析:13週と2週、および24週と13週を比較するウィルコクソンの符号順位検定。2つの比較に対しボンフェローニ補正を適用した(p値を調整)。 Ad26プライミング、ならびにHPV16 E2E6E7SHおよびHPV18 E2E6E7SHを発現するAd35ベクターまたはMVAベクターによるブーストの治療効果。0日目、C57BL/6マウスに5×10個のTC−1細胞が皮下注射された。6日後、腫瘍が触知可能になったとき、マウスはAd26.HPV16−E2E6E7SHおよびAd26.HPV18−E2E6E7SHの混合物で免疫された。対照マウスはAd26.エンプティを受けた。マウスは、20日目に、HPV16/18 E2E6E7SHをコードするAd35ベクターまたはMVAによってブースト免疫を受けた。対照動物は、導入遺伝子をコードしないMVAによって免疫された。腫瘍体積は、(幅×長さ)/2として算出された。腫瘍体積が1000mmを超えると、マウスはサクリファイスされた。グラフはTC−1注射後の生存を示す。Ad35.HPV16 E2E6E7SHおよびAd35.HPV18 E2E6E7SHでブースト免疫された1匹のマウス、およびMVA−BN HPV16/18 E2E6E7SHでブースト免疫された1匹のマウスは、実験の終わりに腫瘍がなかった。Ad35.HPV16/18−E2E6E7SHでブーストされたマウスの生存期間の中央値は、MVA−BN HPV16/18−E2E6E7SHでブースト免疫されたマウスと比べて有意な差はなかった。
背景技術において、また本明細書全体を通して、様々な刊行物、論文および特許が引用され、または記載されており、これらの参考文献はそれぞれ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。本明細書に含まれている文献、行為、材料、装置、物品などの議論は、本発明に関する文脈を提供することを目的とする。そのような議論は、これらの内容のいずれかまたは全てが、開示されているまたは特許請求されているあらゆる発明に関する先行技術の一部を形成することを承認するものではない。
別途定義されていない限り、本明細書で使用する全ての技術用語および科学用語は、本発明が関係する分野の当業者に一般に理解されているのと同じ意味を有する。そうでなければ、本明細書で使用する、ある特定の用語は、本明細書で規定されている意味を有する。本明細書に引用されている全ての特許、公開されている特許出願および公報は、本明細書に完全に記載されているかのように参照により組み込まれる。本明細書で使用する場合、および添付した特許請求の範囲においては、単数形「a」、「an」および「the」は、別途文脈が明白に規定していない限り、複数の言及を含むことに留意しなければならない。
特に明記しない限り、本明細書に記載される濃度または濃度範囲などの任意の数値は、全ての場合において、用語「約」によって修飾されていると理解されるべきである。したがって、数値は、通常、列挙された値の±10%を含む。例えば、濃度1mg/mLは、0.9mg/mL〜1.1mg/mLを含む。同様に、1%〜10%(w/v)の濃度範囲は、0.9%(w/v)〜11%(w/v)を含む。本明細書で使用する場合、数値範囲の使用は、全ての可能な部分的範囲、その範囲内の全ての個々の数値を明示的に含み、文脈に明らかに別段の指示がない限り、そのような範囲内の整数および値の分数を含む。
本発明は、HPV感染およびそれに伴う疾患に対する免疫応答を生成するために使用され得る1つ以上のベクター、ワクチン、およびワクチン組み合わせを提供する。
本発明の実施形態のベクター、ワクチン、およびワクチン組み合わせは、HPV16 E6およびE7タンパク質の(実質的に)全てのT細胞エピトープが存在するように、再配列され、部分的に重なる断片の形態の、HPV16の実質的に完全なE6およびE7アミノ酸配列、ならびにいくつかの実施形態ではE2アミノ酸配列も含む注意深く設計された分子である1つ以上のポリペプチドをコードする核酸分子を含む。本発明の実施形態のベクター、ワクチン、およびワクチン組み合わせは、HPV18 E6およびE7タンパク質の(実質的に)全てのT細胞エピトープが存在するように、再配列され、部分的に重なる断片の形態の、HPV18の実質的に完全なE6およびE7アミノ酸配列、ならびにいくつかの実施形態ではE2アミノ酸配列も含む注意深く設計された分子である1つ以上のポリペプチドをコードする核酸分子をさらに含む。HPVワクチンとしての可能性のある初期分子については、既に他で報告されている(例えば、Kenter et al.,2009,N Engl J Med 361:1838−47;Daayana et al.,2010,Br J Cancer 102:1129−36;Smahel et al.,2001,Virology 281:231−38;Yan et al.,2009,Vaccine 27:431−40;Oehlschlaeger et al.,2006,Vaccine 24:2880−93;Oosterhuis et al.,2011,Int J Cancer 129:397−406;欧州特許第1183368号明細書、国際公開第2013/083287号パンフレット)が、これらの分子はそれぞれ1つ以上の欠点を有している。本発明のベクター、ワクチン、およびワクチン組み合わせは、先に記載したアプローチに関して、少なくとも1つ、典型的にはいくつかの観点において有利である。特に、本発明の利点は以下を含むが、これらに限定されない:(i)(天然のE6およびE7タンパク質と比較して)検出不可能な程度まで核酸分子の形質転換活性が大きく減少しているので、それらは所望の安全性プロフィールを有する;(ii)それらは、経済的に実現可能な方法による工業規模での製造が容易に可能であり、複数の分子アプローチとは異なりロジスティックな課題を提起しない単一の核酸分子である;(iii)ワクチンおよびワクチン組み合わせのコードポリペプチドは、天然のHPV16およびHPV18のE6およびE7タンパク質の全てのT細胞エピトープを実質的に含む;(iv)コードポリペプチドの設計により望ましくない強力な潜在的ネオエピトープ(すなわち、天然のE6およびE7タンパク質に存在しないエピトープ)の導入が最小限にされている;(v)特定の実施形態では、それらは、所望の免疫応答を得るために、反応原性の高いアジュバントに依存しない;および(vi)本明細書に示すように、特定の実施形態において、アデノウイルスワクチンおよびMVAワクチンの組み合わせ投与(例えば、プライム−ブーストスケジュールで)は、ワクチンの単独投与と比較して、免疫応答を増大させる。
したがって、本発明の実施形態のベクター、ワクチン、およびワクチン組み合わせは、単一の設計において様々な有利な特徴を組み合わせることによって大きな進歩を示し、主にHPV16およびHPV18に対する治療ワクチン接種のための優れた候補である。これらのベクター、ワクチン、およびワクチン組み合わせはまた、HPV16およびHPV18に対する予防ワクチンとして使用され得、これは、それらが、ワクチン接種された対象のHPV16、HPV18、またはHPV16およびHPV18両方の持続的感染を予防する可能性があることを意味する。
本発明の特定の実施形態を開発する中で、本発明者らは、異なるE6およびE7断片間の新たに形成された接合部に導入され得る非天然の強力なエピトープの形成可能性を決定するためにIEDB−ARを使用した。HPV16デザイナー分子の特定の実施形態では、入念な設計により、再配列されたHPV16 E6およびE7配列における、20の最も一般的なHLA−A、20の最も一般的なHLA−B、および20の最も一般的なHLA−C対立遺伝子に対する予測される結合親和性<50nMを有する9アミノ酸長のネオエピトープの数は、わずか1つに最少化された。単一のシャッフルされたHPV16 E6タンパク質が30を超えるかかるネオエピトープを既に有し、またコンストラクトが、エピトープの欠如を阻止するためにこれらのコンストラクトに付加された配列中にさらにいくつかのより多くのネオエピトープを含む可能性が高くなることから、これは他者によって記述されたコンストラクトをしのぐ有意な改善である(Oehlschlaeger et al.,2006,Vaccine 24:2880−93)。それ故、本発明の分子において改変される免疫応答の機会が天然E6およびE7と比べて最少化されていることから、本発明のコンストラクトは、他者によって記述された手法と比べて有意に改善された免疫学的プロフィールを有する。
当業者は、通常の手法を用いて、ポリペプチドが発現される予定である任意の特定の宿主生物でのコドン使用を反映するように記述されたポリヌクレオチドによってコードされるポリペプチド配列に影響を与えないようにヌクレオチド置換を行うことができる。したがって、特に指定されない限り、「アミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列」は、相互の縮重バージョンであり、同じアミノ酸配列をコードする全てのヌクレオチド配列を含む。タンパク質をコードするヌクレオチド配列、およびRNAは、イントロンを含み得る。
好ましい実施形態では、本発明のポリペプチドまたはHPV融合タンパク質をコードする核酸分子は、本発明の1つ以上のベクターにおける最適な発現および有効性のために構成されている。例えば、特定の実施形態では、配列番号1のアミノ酸配列を含むHPV16ポリペプチドをコードする核酸分子は、配列番号2のポリヌクレオチド配列を含み、特定の実施形態では、配列番号3のアミノ酸配列を含むHPV16ポリペプチドをコードする核酸分子は、配列番号4または配列番号24のポリヌクレオチド配列を含み、また、特定の実施形態では、配列番号5のアミノ酸配列を含むHPV16ポリペプチドをコードする核酸分子は、配列番号6のポリヌクレオチド配列を含む。さらに、特定の実施形態では、配列番号20のアミノ酸配列を含むHPV18ポリペプチドをコードする核酸分子は、配列番号21のポリヌクレオチド配列を含み、特定の実施形態では、配列番号22のアミノ酸配列を含むHPV18ポリペプチドをコードする核酸分子は、配列番号23または配列番号25のポリヌクレオチド配列を含む。
特定の実施形態では、本発明の核酸は、相同配列または変異配列を包含する。これらの配列は、本発明の核酸に対して一定の割合の配列同一性を有するものと定義される。
好ましくは、そのような相同体または変異体は、参照核酸配列に対して少なくとも約50%、少なくとも約60%または65%、少なくとも約70%または75%、少なくとも約80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%または89%、より典型的には少なくとも約90%、91%、92%、93%または94%、さらにより典型的には少なくとも約95%、96%、97%、98%または99%、最も典型的には少なくとも約99%の配列同一性を有する。相同体または変異体という用語はまた、短縮、欠失、または他の方法で改変されたヌクレオチド配列を包含する。
核酸間の配列同一性を決定するための手法は、当該技術分野で知られている。2つ以上の配列は、それらの「同一性パーセント」を決定することによって比較され得る。2つの配列の同一性パーセントはアラインした2つの配列間で完全に一致した数を、より短い配列の長さで除し、100を乗じたものである。
ヌクレオチド配列または核酸に関する「配列同一性パーセント(%)」は、必要に応じて、配列をアラインし、ギャップを導入して、配列同一性の最大パーセントを達成した後の、参照配列(すなわち、それが由来する核酸配列)におけるヌクレオチド残基と同一である候補配列中のヌクレオチド残基のパーセントとして定義され、保存的置換は配列同一性の一部と見なさない。アミノ酸配列同一性パーセントを決定する目的でのアラインメントは当業者の範囲内の種々の方法で、例えば、BLAST、ALIGN、またはMegalign(DNASTAR)ソフトウェアなどの公に利用可能なコンピューターソフトウェアを用いて達成することができる。当業者は、アラインメントを測定するための適切なパラメータ、例えば、比較される配列の全長にわたる最大のアラインメントを達成するために必要な任意のアルゴリズムを決定することができる。
例えば、核酸配列に適切なアラインメントは、SmithおよびWaterman、(1981),Advances in Applied Mathematics 2:482−489の局地的相同性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 ed.,5suppl.3:353−358,National Biomedical Research Foundation,Washington,D.C.,USAによって開発され、Gribskov(1986),Nucl.Acids Res.14(6):6745−6763によって標準化されたスコアマトリックスを使用することによって、アミノ酸配列に適用することができる。配列の同一性パーセントを決定するためのこのアルゴリズムの例示的な実施は、Genetics Computer Group(Madison,Wis.)により、「BestFit」ユーティリティーアプリケーションにおいて提供される。この方法のデフォルトパラメータは、Wisconsin Sequence Analysis Package Program Manual,Version 8(1995)(Genetics Computer Group,Madison,Wis.から入手可能)に記載されている。本発明との関連で、同一性パーセントを確立する好ましい方法は、John F.CollinsおよびShane S.Sturrokによって開発され、University of Edinburghに著作権があり、IntelliGenetics,Inc.(Mountain View,Calif.)によって販売されているMPSRCHプログラムパッケージを使用することである。このパッケージスイートから、スミス−ウォーターマンアルゴリズムを使用することができ、デフォルトパラメータがスコア表に使用される(例えば、ギャップオープンペナルティ12、ギャップエクステンションペナルティ1、およびギャップ6)。生成されたデータから、「マッチ」値が「配列同一性」を反映する。配列間の同一性または類似性のパーセントを算出するための他の好適なプログラムは当該技術分分野で一般に知られており、例えば、他のアラインメントプログラムには、デフォルトパラメータと共に使用されるBLASTがある。例えば、BLASTNおよびBLASTPは、以下のデフォルトパラメータを用いて使用することができる:遺伝暗号=標準;フィルター=なし;鎖=両方;カットオフ=60;イクスペクト=10;マトリックス=BLOSUM62;ディスクリプション=50配列;ソート=HIGH SCORE;データベース=非冗長(non−redundant)、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で見ることができる:http://http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/。
核酸配列は、通常の分子生物学的手法を使用してクローン化することができ、またはDNA合成により新規に作製することができ、これは、DNA合成および/または分子クローニングの分野の事業を有するサービス会社(例えば、GeneArt、GenScripts、Invitrogen、Eurofins)により、通常の手順を使用して実施することができる。
例えば通常の分子生物学的手順を用いて、例えばアミノ酸の置換、欠失、付加などにより、例えばタンパク質を改変することができることは当業者には理解されるであろう。一般に、ポリペプチドの機能または免疫原性を喪失させることなく、保存的アミノ酸置換を適用することができる。これは、当業者によく知られた通常の方法に従って検討することができる。
特定の実施形態では、本発明の少なくとも1つの態様によるコードポリペプチドは、シグナル配列またはシグナルペプチドとも称されるリーダー配列をさらに含む。これは、分泌経路に向かう新規に合成されたタンパク質の大部分のN末端に存在する短い(通常、5〜30アミノ酸長)ペプチドである。かかる配列の存在は、発現および免疫原性の増強をもたらし得る。使用することができる非限定的な例は、IgEリーダーペプチド(例えば、米国特許第6,733,994号を参照;例えば、配列MDWTWILFLVAAATRVHS(配列番号7)を有する)、またはHAVT20リーダーペプチド(例えば、配列MACPGFLWALVISTCLEFSMA(配列番号9)を有する)である。これらの1つは、任意選択により、本発明のポリペプチドのN末端に付加することができる。他の実施形態では、本発明のポリペプチドはリーダー配列を含まない。
種々の型のHPVが存在し(120を超える型が同定されており、番号により参照される)、一般にワクチンにより包含される必要がある各型に対しては型特異的抗原がワクチン中に組み込まれる必要があり得るが、いくつかの抗原に対してはいくらかの交差反応性が存在し得る。16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、68、73、および82型は、発癌性のある「高リスク」の性感染性HPVであり、子宮頸部上皮内腫瘍(CIN)、外陰上皮内腫瘍(VIN)、腟上皮内腫瘍(VaIN)、陰茎上皮内腫瘍(PIN)、および/または肛門上皮内腫瘍(AIN)の発症を引き起こし得る。本発明によるHPV(すなわち、コードポリペプチド中のE6およびE7断片の由来元であるHPV)は、HPV16(配列番号1〜6について)、またはHPV18(配列番号20〜23について)である。それはHPV16またはHPV18それぞれに感染している対象に対して用いることができる。それはまた、特定の実施形態では、他のHPV型に対するワクチンと好適に組み合わせることができる。特定の実施形態では、この組み合わせは、上記に示したような高リスク型のHPVに対するワクチン、例えばHPV16に対するワクチン、HPV18に対するワクチンを伴う。他の実施形態では、本発明のワクチンは、HPV−16、−18、−31、−33、−35、−39、−45、−51、−52、−56、−58、−59、−68、−73、または−82の1つ以上に対するワクチンと組み合わされる。かかる組み合わせは、例えば、HPV感染の正確な型がまだ確定されない場合、または予防効果を伴う免疫応答が2つ以上のHPV型に対して所望される場合、用いることができる。本発明のワクチンと、性器疣贅を引き起こすHPV型、例えばHPV6および/またはHPV11に対するワクチンとの組み合わせもまた想定される。これらのHPV型およびそれらによりコードされるタンパク質(例えば、E6、E7、E2)の配列は、公的データベース、例えば、国立生物工学情報センター(National Center for of technology Information)(NCBI)によって提供されるGenBank配列データベースにて当業者が利用可能である。
HPV16のための本発明の一態様によるポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸配列を含み、一実施態様では、本発明による核酸分子は、配列番号2のポリヌクレオチド配列を含む。HPV18のための本発明によるポリペプチドは、配列番号20のアミノ酸配列を含み、一実施態様では、本発明による核酸分子は、配列番号21のポリヌクレオチド配列を含む。
本明細書中の配列は、当該技術分野における慣例として、5’から3’方向へ、またはN末端からC末端へ提示される。
本発明よるコードポリペプチドは、HPV16 E6およびE7タンパク質のエピトープ、または代わりにHPV18 E6およびE7タンパク質のエピトープを含む。特定の実施形態では、本発明によるポリペプチドは、かかるさらなる抗原の少なくとも1つのさらなる抗原またはエピトープをさらに含む(それ故、ポリペプチドをコードする核酸はそれらをさらにコードする)。かかるさらなる抗原は、好ましくは、HPV抗原、好ましくはポリペプチド中のE6およびE7タンパク質と同じHPV型、すなわちHPV16またはHPV18それぞれに属するものである。したがって、かかるさらなる抗原は、HPVタンパク質またはその免疫原性断片であり得、また特定の実施形態では、HPVの、好ましくはHPV16またはHPV18由来のE2の少なくとも1つのエピトープを含むE2タンパク質またはその断片を含む。かかるさらなる抗原またはエピトープは、本発明によるE6およびE7ポリペプチドとは独立して発現され得る。かかるさらなる抗原またはエピトープはまた、融合タンパク質の一部として発現され得、例えば、配列番号1または配列番号20のアミノ酸配列を含むポリペプチドにおけるE6および/またはE7の2つのフラグメントの間に配置されるが、好ましくは、配列番号1または配列番号20のアミノ酸配列を含むポリペプチド中のE6/E7のN末端またはC末端に融合される。その代わりに、またはそれに加えて、免疫応答を刺激するアミノ酸配列が存在し得る。したがって、特定の実施形態において、本発明は、配列番号1または配列番号20のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする、本発明による核酸分子であって、そのポリペプチドは少なくとも1つの他の抗原、例えば、HPV E2タンパク質またはその少なくとも1つのエピトープ、好ましくはより多くのエピトープをさらに含む核酸分子を提供する。本発明におけるE2抗原の付加の1つの利点は、E2が、感染の初期/E6およびE7の発現がまだ極めて低い軽度の病変において発現することが知られていることである。
子宮頸癌の発生過程で、E2の発現は低下し、その結果、E6およびE7レベルは上昇する(Yugawa and Kiyono,2009,Rev Med Virol 19:97−113)。1つのワクチン中にE2、E6およびE7由来のエピトープを組み合わせることにより、持続性感染から浸潤性子宮頸癌(または、他のHPV16誘発性癌)に至る範囲を有する広範な標的患者群の治療が可能になる。特定の実施形態では、E2タンパク質は野生型E2タンパク質である。特定の他の実施形態では、E2タンパク質は、(野生型E2タンパク質と比べて)そのDNA結合ドメイン内に欠失または1つ以上の変異を有する。HPV16およびHPV18 E2タンパク質の配列は、NCBIタンパク質データベース(www.ncbi.nlm.nih.gov/protein)中に、NP_041328.1およびAAP20597.1の番号でそれぞれ見出すことができる。このタンパク質のC末端部分におけるG293V、K299M、またはC300RなどのHPV16 E2中のいくつかの単一のアミノ酸変化は、DNA結合性を抑制することが知られている。HPV18 E2では、対応するアミノ酸変化は、G294V、K300M、C301Rである。
DNA結合能が欠如したE2の変異体または断片を用いる利点は、それが、予測不能な転写変化を、それが発現する細胞内での宿主細胞DNAへの直接的結合を介して阻止し得る点である。上に記載したDNA結合ドメインにおける変異に加え、またはその代替としてのE2活性を阻害するためのさらなるアプローチは、よりN末端側に位置するE2トランス活性化ドメインの活性を抑制し、かつ/またはE2ポリペプチドの構造に影響を及ぼすと報告されている変異を導入することである。HPV16 E2に関し、過去に記載された位置(例えば、Brokaw et al.,1996;Sakai et al.,1996)におけるアミノ酸変化の非限定的な例は、R37A、I73A、W92A、E39A、W33A、P106AおよびG156Aであり、本発明によるHPV16 E2は、トランス活性化ドメイン中に任意選択的に1つ以上の変異を含み得る。1つの好ましい実施形態においては、HPV16 E2断片は、配列番号28のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸を含む。より特定の実施形態では、配列番号28をコードする核酸配列は、配列番号29または配列番号30のポリヌクレオチド配列を含む。HPV18 E2に関し、対応するアミノ酸変化は、R41A、I77A、W96A、E43A、W37A、P110AおよびG161Aであり、本発明によるHPV18 E2は、トランス活性化ドメイン中に任意選択的に1つ以上の変異を含み得る。1つの好ましい実施形態においては、HPV18 E2断片は、配列番号31のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸を含む。より特定の実施形態では、配列番号31をコードする核酸配列は、配列番号32または配列番号33のポリヌクレオチド配列を含む。
特定の実施形態では、E2は、トランス活性化ドメインに変異を有し、他の実施形態では、E2はDNA結合ドメインに変異を有し、さらなる実施形態では、E2はトランス活性化ドメインおよびDNA結合ドメインの両方に変異を有する。さらに別の代替の実施形態では、本発明によるE2ポリペプチドは、並べ替えられた(シャッフルされた)断片に分割され、免疫原性のE2エピトープを維持しながらE2活性を抑制する。このような実施形態は、例えばDNA結合ドメイン中および/またはトランス活性化ドメイン中で、任意選択的に1つ以上の上述した変異と組み合わせることができる。野生型HPV E2ポリペプチドの他にも、全てのそのようなE2変異体は、本発明によるE2タンパク質またはその一部もしくは変異体として使用することができる。
E2タンパク質またはその一部もしくは変異体(例えば、限定はされないが、本明細書中に記載されるもの)は内部において付加され得るが、好ましくは配列番号1または配列番号20のアミノ酸配列を有する本発明のポリペプチドのN末端またはC末端に融合される。HPV16に関し、1つの実施形態では、本発明の核酸分子は、配列番号3のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする。その1つの実施形態では、本発明の核酸分子は、配列番号4または配列番号24のポリヌクレオチド配列を含む。HPV16に関し、他の1つの実施形態では、本発明の核酸分子は、配列番号5のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする。その1つの実施形態では、本発明の核酸分子は、配列番号6のポリヌクレオチド配列を含む。HPV18に関し、1つの実施形態では、本発明の核酸分子は、配列番号22のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする。その1つの実施形態では、本発明の核酸分子は、配列番号23または配列番号25のポリヌクレオチド配列を含む。
本発明のデザイナーポリペプチドとさらなるタンパク質、例えば、いわゆる担体タンパク質、例えば、カルレティキュリン、結核菌(Mycobacterium Tubercelosis)熱ショックタンパク質70、IP10、またはテタヌス毒素フラグメントCとのさらなる融合を行うことも可能であり(さらなる例として、Oosterhuis et al.,Human Gene Ther,2012(上記)を参照)、その場合、HPV E6およびE7(および任意選択的にはE2)エピトープに対する免疫応答をさらに増強することができる。したがって、本発明はまた、かかるさらなる融合タンパク質、およびそれらをコードする核酸を提供する。
特定の実施形態では、本発明による核酸分子の1つまたは複数がベクターに組み込まれる。「ベクター」は、本明細書で用いられる場合、典型的には、外来遺伝子材料を、それが複製および/または発現可能な別の細胞へ人工的に運ぶための媒体であり、本発明によると、本発明による核酸分子を組み込む任意の核酸分子であり得る。これらは、クローニングなどの通常の分子生物学的手法に従って調製され得る。通常、かかるベクターは、細菌、酵母、昆虫細胞、哺乳動物細胞などの好適な宿主の少なくとも1つのタイプにおいて増殖され得る。ベクターの4つの主要なタイプは、プラスミド、ウイルスベクター、コスミド、および人工染色体である。ベクター自体は一般に、挿入物(導入遺伝子;本発明では本発明の融合ポリペプチドをコードする核酸)およびベクターの「骨格」として機能する配列からなるDNA配列である。遺伝情報を別の細胞に移すベクターの目的は、典型的には、挿入物を標的細胞内で単離する、増殖させる、または発現させることである。
好ましくは、ポリペプチドをコードする配列は、ベクター中のプロモーターに作動可能に連結される。用語「作動可能に連結される」は、目的のヌクレオチド配列がヌクレオチド配列の発現を可能にする様式で(例えば、ベクターが宿主細胞に導入される場合の宿主細胞内で)プロモーターに連結されることを意味するように意図されている。発現調節配列は、導入遺伝子に作動可能に連結され得る。特定の実施形態では、ベクターは、標的細胞内での導入遺伝子の発現を意図して設計され、一般に導入遺伝子の発現を駆動するプロモーター配列を有する。特定の実施形態では、転写ターミネーター配列、ポリアデニル化テール配列、コザック配列、UTR、複製起点、複数のクローニング部位、遺伝子マーカー、抗生物質耐性、およびさらなる配列などの通常用いられるベクター要素の1つ以上が存在してもよく、当業者は、ベクターを、例えば、ベクターの伝播および増殖用の特定の細胞内での複製のため、またベクターが導入される標的細胞内でのベクターの導入遺伝子の発現のため、所望される特性を有するように設計することができる。好ましくは哺乳動物細胞内での発現を意図して設計された、本発明による融合ポリペプチドをコードする核酸を含むベクターは、本発明によるワクチンとして好適である。特定の実施形態では、本発明によるベクターは、プラスミド、コスミド、酵母人工染色体、細菌人工染色体、ウイルスベクターなどである。当業者は、宿主細胞内での遺伝子の発現を得るのに様々なプロモーターが使用可能であることを認識している。真核生物細胞内での発現用の、いくつかのよく知られ、また多用されているプロモーターは、ウイルス、例えばアデノウイルス由来のプロモーター、例えばE1Aプロモーター、サイトメガロウイルス(cytomegalovirus)(CMV)由来のプロモーター、例えばCMV最初期(IE)プロモーター(本明細書中でCMVプロモーターと称する)(例えばpcDNA,Invitrogenから入手可能)、シミアンウイルス40(Simian Virus 40)(SV40)由来のプロモーター(例えば、pIRES、カタログ番号631605、BD Sciencesから入手可能)などを含む。好適なプロモーターはまた、真核生物細胞由来の、例えば、メタロチオネイン(MT)プロモーター、伸長因子1α(EF−1α)プロモーター、ユビキチンCもしくはUB6プロモーター、アクチンプロモーター、免疫グロブリンプロモーター、熱ショックプロモーターなどであり得る(例えば国際公開第2006/048459号パンフレットを参照)。真核細胞内での発現を得るのに好適なプロモーターの非限定的な例として、CMVプロモーター(米国特許第5,385,839号明細書)、例えばCMV最初期プロモーター、例えばCMV最初期遺伝子エンハンサー/プロモーターからのnt.−735〜+95を含むもの、例えば配列番号13で示される配列を有する、本明細書に提供されるようなCMVプロモーター、が挙げられる。ポリアデニル化シグナル、例えばウシ成長ホルモンのポリAシグナル(米国特許第5,122,458号明細書)を導入遺伝子の後に存在させることができる。他の非限定的な例では、プロモーターは、PrMVA13.5ロングプロモーター(国際公開第2014/063832号パンフレット)またはPrHybプロモーター(米国特許第8,394,385号明細書、同第8,613,936号明細書)であり得る。これらはそれぞれ配列番号26および配列番号27のポリヌクレオチド配列を含み、MVAベクターにおける導入遺伝子の発現を駆動するのに特に有用である。
さらに、調節配列もまた付加されてもよい。「調節配列」という用語は、本明細書においては「調節要素」と同義的に使用され、それが作動可能に連結している核酸配列の転写を調節し、したがって転写調節因子として働く核酸断片(典型的には、DNAであるが、これに限定はされない)を指す。調節配列は、転写結合ドメインであり、転写タンパク質および/または転写因子の核酸結合ドメイン、エンハンサーまたはリプレッサーなどによって認識される核酸配列を含むことが多い。例えば、リプレッサー配列をプロモーターに対して作動可能に結合させることが可能であり、そこでリプレッサー配列は、リプレッサータンパク質(このリプレッサータンパク質を発現する産生細胞株中での導入遺伝子の発現を低下または阻止し得る)によって結合され得る。これは、核酸分子の、継代時および/またはこれが産生細胞株中で大量に生成される時の遺伝的安定性および/または発現レベルを改善し得る。かかる系は、当該技術分野で報告されている。例えば、調節配列は、1つ以上のテトラサイクリンオペロンオペレーター配列(tetO)を含み得ることから、発現はテトラサイクリンオペロンリプレッサータンパク質(tetR)の存在下で阻害される。テトラサイクリンの非存在下では、tetRタンパク質は、tetO部位に結合して、tetO部位に作動可能に連結した遺伝子の転写を抑制することができる。しかし、テトラサイクリンの存在下では、tetRタンパク質の立体構造の変化によって、オペレーター配列への結合が妨げられ、作動可能に連結した遺伝子の転写を生じさせる。特定の実施形態では、本発明の核酸分子は、例えば組換えアデノウイルスベクター中に存在する場合、任意選択的にプロモーターに作動可能に連結したtetOを含み得ることから、1つ以上の導入遺伝子の発現が、tetRタンパク質が発現するプロデューサー細胞株中で産生される組換えアデノウイルスにおいて阻害される。その後、組換えアデノウイルスが対象またはtetRタンパク質を発現しない細胞に導入されると、発現は阻害されなくなる(例えば、国際特許出願の国際公開第07/073513号パンフレット)。特定の他の実施形態では、本発明の核酸分子は、例えば組換えアデノウイルス中に存在する場合、任意選択的にcumate遺伝子スイッチ系を含み得、そこでは、発現の調節は、リプレッサー(CymR)の、プロモーターの下流に位置するオペレーター部位(CuO)への結合によって媒介される(例えば、Mullick et al. BMC Biotechnol. 2006 6:43)。本明細書で用いられる場合、用語「リプレッサー」は、組換え発現ベクターの異種タンパク質産物の生成に対して阻害し、干渉し、遅延させ、かつ/または抑制する能力を有する実体(例えば、タンパク質または他の分子)を指す。例えば、例えば発現カセット内の発現ベクターに沿う適切な位置での結合部位への干渉により。リプレッサーの例としては、tetR、CymR、lacリプレッサー、trpリプレッサー、galリプレッサー、ラムダリプレッサー、および当該技術分野で知られた他の適切なリプレッサーが挙げられる。tetO/tetRオペレーター/リプレッサー系およびCuO/CymRオペレーター/リプレッサー系の使用例が本明細書に示されている。ベクター伝播中のベクター・導入遺伝子発現の抑制により、導入遺伝子の不安定性を阻止し得、また本発明の導入遺伝子を有するベクターの生成中の収量を増加させ得る。したがって、いくつかの実施形態では、本発明のベクターはリプレッサータンパク質の結合によって、例えば、リプレッサータンパク質(例えば、TetRタンパク質、例えば配列番号15に記載のアミノ酸配列を有するもの、またはCymRタンパク質、例えば配列番号17に記載のアミノ酸配列を有するもの)が結合し得る、リプレッサーオペレーター配列(例えば、非限定的な実施形態では、TetO含有配列、例えば、配列番号11のポリヌクレオチド配列に記載の配列、またはCuO含有配列、例えば、配列番号12のポリヌクレオチド配列に記載の配列)に作動可能に結合するプロモーターを有することによって、抑制され得るプロモーターを有する。
好ましい実施形態では、ベクターは、組換えウイルスベクターであり、それは複製コンピテントであっても複製欠損であってもよい。特定の実施形態では、ウイルスベクターは、組換えDNAゲノムを含む。特定の実施形態では、本発明によるベクターは、例えば、組換えアデノウイルス、オルトポックスウイルスなどの組換えポックスウイルス(例えば、ワクシニアウイルス(vaccinia virus)、変異ワクシニアアンカラ(MVA))である。
1つ以上の好ましい実施形態では、本発明によるベクターは、組換えポックスウイルス、例えば、限定はされないが、オルトポックスウイルスである。組換えオルトポックスウイルスは、ワクシニアウイルス(vaccinia virus)(VV)、ワイス株(Wyeth strain)、ACAM 1000、ACAM 2000、MVA、またはMVA−BNであり得る。
より好ましい実施形態では、組換えポックスウイルスはMVAである。特定の好ましい実施形態では、MVAはMVA−BNである。MVA−BNは複製不能であり、これは、他のタイプのMVAに優る有意な利点である。MVA−BNは2000年8月30日に、European Collection of Cell Cultures(ECACC)に番号V00083008で寄託され、国際公開第2002/042480号パンフレットに記載されている(また、例えば欧州特許第1335987号、米国特許第6,761,893号明細書、同第6,913,752号明細書、同第7,335,364号明細書、同第7,459,270号明細書、同第7,939,086号明細書、および同第8,268,325号を参照)。これらの特許公報に記載されているように、MVA−BNは、細胞株293、143B、HeLaおよびHaCatにおいて生殖的に複製しない。
特定の実施形態では、組換えMVAはMVA−BNの誘導体である。かかる「誘導体」としては、寄託株(ECACC番号V00083008)と実質的に同じ複製特性を示すが、そのゲノムの1つ以上の部分において差異を示すウイルスが挙げられる。本明細書で使用する場合、MVA−BN誘導体は、以下のような特徴を有する:i)ニワトリ胚線維芽細胞(CEF)およびベビーハムスター腎臓細胞株BHKにおいては生殖的複製が可能であるが、ヒト細胞株のHaCat、HeLa、および143Bにおいては生殖的複製はできない;ならびにii)成熟B細胞およびT細胞を産生することができず、それ自体、免疫力が著しく低く、複製ウイルスに対して高い感受性を有するマウス株において複製することができない。これらの特性、およびそのための試験は当該技術分野で十分に定義されている(例えば、国際公開第2002/042480号パンフレット、米国特許第6,761,893号明細書および同第6,913,752号明細書)。
特定の実施形態では、本明細書に記載の核酸分子は、MVAゲノムまたはMVA−BNゲノムの様々な挿入部位または遺伝子間領域に組み込まれる。核酸分子は、本明細書中に記載されるように、個別の転写単位として、または融合遺伝子として、組換えMVA、またはMVA−BNに挿入され得る。特定の実施形態では、核酸分子は、MVA、またはMVA−BNの1つ以上の遺伝子間領域(IGR)に挿入される。IGRは、IGR07/08、IGR44/45、IGR64/65、IGR88/89、IGR136/137、およびIGR148/149から、好ましくはIGR64/65、IGR88/89、および/またはIGR148/149から選択され得る。これらのIGRは、国際公開第03/097845号パンフレットにおいてさらに特徴付けられている(例えば、欧州特許第1407033号明細書、ならびに米国特許第7,550,147号明細書、同第7,964,374号明細書、同第8,034,354号明細書および同第8,741,308号明細書も参照)。核酸分子は、さらに、またはその代わりに、MVA、またはMVA−BNの天然に存在する欠失部位I、II、II、IV、V、またはVIの1つ以上に挿入され得る。特定の実施形態では、5、4、3、または2未満の組み込み部位が本開示の核酸分子を含む。
核酸分子を含むMVA、またはMVA−BNの挿入部位の数は、1、2、3、4、5、6、7またはそれ以上であり得る。組換えMVA、またはMVA−BNは、4、3、2、または1の挿入部位に挿入された核酸分子を含む。
特定の好ましい実施形態では、本開示の核酸分子は、単一の挿入部位に挿入される。好ましい一実施形態では、単一の挿入部位に挿入される核酸分子は、配列番号1、配列番号3、配列番号5、配列番号20、配列番号22、およびこれらの組み合わせからなる群から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸分子である。他の好ましい実施形態では、単一の挿入部位に挿入される核酸分子は、配列番号3および配列番号22のアミノ酸配列をコードする。さらに他の好ましい実施形態では、単一の挿入部位に挿入される核酸分子は、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号21、配列番号23、配列番号24および配列番号25からなる群から選択されるポリヌクレオチド配列に対して少なくとも90%の配列同一性を有する、好ましくは、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号21、配列番号23、配列番号24、および配列番号25からなる群から選択されるポリヌクレオチド配列を含む1つ以上の核酸分子である。さらにより好ましい実施形態では、単一の挿入部位に2つ以上の核酸分子が挿入され、それらの核酸分子はそれぞれ配列番号24および配列番号25のポリヌクレオチド配列に対して少なくとも90%の配列同一性を有し、好ましくはそれぞれ配列番号24および配列番号25のポリヌクレオチド配列を含む。他の好ましい実施形態では、単一の挿入部位はIGR88/89である。
本明細書中に提示される組換えMVAウイルスは、本開示を考慮して当該技術分野で知られた通常の方法によって生成し得る。組換えポックスウイルスを得る方法、または異種ヌクレオチド配列をポックスウイルスゲノムに挿入する方法は、当業者によく知られている。例えば、DNAのクローニング、DNAおよびRNAの単離、ウエスタンブロット分析、RT−PCRおよびPCR増幅法などの標準的な分子生物学的手法のための方法は、Molecular Cloning,A laboratory Manual(2nd Ed.)[J.Sambrook et al.,Cold Spring Harbor Laboratory Press)(1989)]に記載され、また、ウイルスの取り扱いおよび操作のための技術は、Virology Methods Manual[B.W.J.Mahy et al.(eds.),Academic Press(1996)]に記載されている。同様に、MVAの取り扱い、操作および遺伝子操作のための技術およびノウハウは、Molecular Virology:A Practical Approach[A.J.Davison & R.M.Elliott(Eds.),The Practical Approach Series,IRL Press at Oxford University Press、Oxford、UK(1993)(例えば、Chapter 9:Expression of genes by Vaccinia virus vectorsを参照)]およびCurrent Protocols in Molecular Biology[John Wiley & Son,Inc.(1998)(例えば、Chapter 16,Section IV:Expression of proteins in mammalian cells using vaccinia viral vectorを参照)]に記載されている。
本明細書中に開示される種々の組換えMVAの生成のために、種々の方法が適用可能であり得る。ウイルスに挿入するヌクレオチド配列は、MVAのDNA断片に相同なDNAが挿入された大腸菌(E.coli)プラスミドコンストラクトに配置することができる。これとは別に、挿入するDNA配列をプロモーターに結合させることができる。プロモーター−遺伝子連鎖は、プロモーター−遺伝子連鎖が非必須遺伝子座を含むMVA DNAの領域に隣接するDNA配列に相同なDNAによって両末端に隣接されるように、プラスミドコンストラクト中に位置させることができる。得られたプラスミドコンストラクトは、大腸菌(E.coli)細菌内での増殖によって増幅させ、単離することができる。挿入するDNA遺伝子配列を含む単離されたプラスミドは、細胞培養物、例えば、ニワトリ胚線維芽細胞(CEF)の培養物にトランスフェクトすることができ、それと同時に、この培養物はMVAに感染される。プラスミドとウイルスゲノムそれぞれの相同MVA DNA間の組換えにより、外来DNA配列の存在によって改変されたMVAを生成することができる。
好ましい実施形態によれば、例えばCEF細胞などの好適な細胞培養物の細胞をポックスウイルスに感染させることができる。感染細胞は、その後、好ましくはポックスウイルス発現制御エレメントの転写制御下に、外来遺伝子を含む第1のプラスミドベクターでトランスフェクトされ得る。上記で説明したように、プラスミドベクターはまた、ポックスウイルスゲノムの選択された部分への外因性配列の挿入を指示することができる配列を含む。プラスミドベクターはまた、任意選択的に、ポックスウイルスプロモーターに作動可能に連結されたマーカー遺伝子および/または選択遺伝子を含むカセットを含む。好適なマーカー遺伝子または選択遺伝子は、例えば、緑色または赤色蛍光タンパク質、ベータ−ガラクトシダーゼ、ネオマイシン−ホスホリボシルトランスフェラーゼ、ecogpt、または他のマーカーをコードする遺伝子である。選択カセットまたはマーカーカセットの使用は、生成された組換えポックスウイルスの同定および単離を簡単にする。しかし、組換えポックスウイルスは、PCR技術によっても同定することができる。続いて、さらなる細胞が、上記のように得られた組換えポックスウイルスで感染され、第2の外来遺伝子または外来遺伝子群を含む第2のベクターでトランスフェクトされ得る。この場合、この遺伝子は、ポックスウイルスゲノムの異なる挿入部位に導入され得、第2のベクターはまた、ポックスウイルスのゲノムへの第2の外来遺伝子または外来遺伝子群の組み込みを指示するポックスウイルス相同配列において異なる。相同組換えが起こった後、2つ以上の外来遺伝子を含む組換えウイルスを単離することができる。さらなる外来遺伝子を組換えウイルスに導入するために、感染およびトランスフェクションの工程を、感染の前工程で単離された組換えウイルスを使用することによって、またトランスフェクション用のさらなる外来遺伝子または遺伝子群を含むさらなるベクターを使用することによって、繰り返すことができる。
あるいは、上記のような感染およびトランスフェクションの工程は交換可能である。すなわち、好適な細胞を最初に外来遺伝子を含むプラスミドベクターによってトランスフェクトし、その後、ポックスウイルスに感染させることができる。さらなる代替として、各外来遺伝子を異なるウイルスに導入し、細胞を全ての得られた組換えウイルスに同時感染させ、全ての外来遺伝子を含む組換えについてスクリーニングすることも可能である。第3の選択肢は、インビトロでのDNAゲノムおよび外来配列のライゲーション、ならびにヘルパーウイルスを用いた組換えワクシニアウイルス(vaccinia virus)DNAゲノムの再構築である。第4の選択肢は、細菌人工染色体(BAC)としてクローニングされたワクシニアウイルス(vaccinia virus)ゲノムと、ワクシニアウイルスゲノムにおける所望の組み込み部位に隣接する配列に相同なDNA配列に隣接した線状外来配列との間の大腸菌(E.coli)または他の細菌種における相同組換えである。
他の好ましい実施形態では、本発明によるベクターは、組換えアデノウイルスである。ワクチンとして使用するアデノウイルスの利点として、報告されている膨大な数のアデノウイルスベクターを用いた研究、開発、製造および臨床試験における長年の経験に基づく、操作の容易性、良好な大規模での製造可能性、および優れた安全性の記録が挙げられる。ワクチンとして用いられるアデノウイルスベクターは一般に、導入遺伝子にコードされたタンパク質に対する良好な免疫応答、例えば細胞免疫応答をもたらす。本発明によるアデノウイルスベクターは、アデノウイルスの任意の型をベースとすることができ、特定の実施形態ではヒトアデノウイルスであり、それは任意の血清型であってよい。他の実施形態では、それはサルアデノウイルス、例えばチンパンジーアデノウイルスまたはゴリラアデノウイルスであり、それらは任意の血清型であってよい。特定の実施形態では、本発明によるベクターは、ヒトアデノウイルス血清型26または35に属する。組換えアデノウイルスベクターの調製は、当該技術分野で周知である。特定の実施形態では、本発明によるアデノウイルスベクターは、ウイルス複製に必要なアデノウイルスゲノムのE1領域、例えばE1a領域および/またはE1b領域の少なくとも1つの必須遺伝子機能が欠損している。特定の実施形態では、本発明によるアデノウイルスベクターは、非必須E3領域の少なくとも一部が欠損している。特定の実施形態では、ベクターは、E1領域の少なくとも1つの必須遺伝子機能と、非必須E3領域の少なくとも一部とが欠損している。
アデノウイルスベクター、その構築方法およびその増殖方法は当該技術分野においてよく知られており、例えば、米国特許第5,559,099号明細書、同第5,837,511号明細書、同第5,846,782号明細書、同第5,851,806号明細書、同第5,994,106号明細書、同第5,994,128号明細書、同第5,965,541号明細書、同第5,981,225号明細書、同第6,040,174号明細書、同第6,020,191号明細書、および同第6,113,913号明細書、ならびにThomas Shenk,“Adenoviridae and their Replication”,M.S.Horwitz,“Adenoviruses”、それぞれChapter 67およびChapter 68,Virology,B.N.Fields et al.,eds.,3d ed.,Raven Press,Ltd.,New York(1996)、および本明細書中に記載される他の参考文献に記載されている。通常、アデノウイルスベクターの構築は、標準的な分子生物学的手法、例えば、Sambrook et al.、Molecular Cloning,a Laboratory Manual,2d ed.,Cold Spring Harbor Press,Cold Spring Harbor,N.Y. (1989)、Watson et al.,Recombinant DNA,2d ed.,Scientific American Books(1992)およびAusubel et al.,Current Protocols in Molecular Biology、Wiley Interscience Publishers,NY(1995)、ならびに本明細書中に記載の他の参考文献に記載される手法の使用を含む。
組換えアデノウイルスに特に好ましい血清型は、ヒト血清型35またはヒト血清型26であり、最も好ましくはヒト血清型26(rAd26)である。rAd26ベクターの調製については、例えば、国際公開第2007/104792号パンフレットおよびAbbink et al.,2007 Virology 81:4654−63に記載されている。Ad26のゲノム配列の例は、GenBankアクセッション番号EF 153474、および国際公開第2007/104792号パンフレットの配列番号1中に見出される。rAd35ベクターの調製については、例えば、米国特許第7,270,811号明細書、国際公開第00/70071号パンフレット、およびVogels et al.,2003,J Virol 77: 8263−71に記載されている。Ad35のゲノム配列の例は、GenBankアクセッション番号AC_000019、および国際公開第00/70071号パンフレットの図6中に見出される。
特定の実施形態では、アデノウイルスは複製欠損であり、例えばこれは、このアデノウイルスがゲノムのE1領域に欠失を含むためである。当業者に知られているように、アデノウイルスゲノムの必須領域が欠失している場合、これらの領域でコードされる機能は、好ましくはプロデューサー細胞によってトランスに提供される必要がある。すなわち、E1、E2および/またはE4領域の一部または全部がアデノウイルスから欠失した場合、これらはプロデューサー細胞内に、例えばそのゲノムに組み込まれ、またはいわゆるヘルパーアデノウイルスもしくはヘルパープラスミドの形態で存在する必要がある。アデノウイルスはまた、E3領域に欠失を有し得るが、これは複製に不要であり、それ故、そのような欠失は補完する必要はない。
使用可能なプロデューサー細胞(当該技術分野および本明細書中では、時に「パッケージング細胞」または「補完細胞」とも称される)は、所望のアデノウイルスが増殖し得る任意のプロデューサー細胞であり得る。例えば、組換えアデノウイルスベクターの増殖は、アデノウイルス内の欠損を補完するプロデューサー細胞内で行われる。そのようなプロデューサー細胞は、好ましくはそれらのゲノム内に少なくとも1つのアデノウイルスE1配列を有し、それによりE1領域内に欠失を有する組換えアデノウイルスを補完することができる。任意のE1を補完するプロデューサー細胞、例えばE1により不死化されたヒト網膜細胞、例えば911もしくはPER.C6細胞(米国特許第5,994,128号明細書を参照)、E1形質転換羊膜細胞(欧州特許第1230354号明細書を参照)、E1形質転換A549細胞(例えば、国際公開第98/39411号パンフレット、米国特許第5,891,690号明細書を参照)、GH329:HeLa(Gao et al.,2000,Hum Gene Ther 11:213−19)、293などを用いることができる。特定の実施形態では、プロデューサー細胞は、例えばHEK293細胞、またはPER.C6細胞、または911細胞、またはIT293SF細胞などである。プロデューサー細胞内でのアデノウイルスベクターの作製は(Kovesdi et al.,2010,Viruses 2:1681−703)に概説されている。
特定の実施形態では、E1欠損アデノウイルスは、Ad5などのサブグループCのアデノウイルスのE4−orf6コード配列を含む。これは、Ad5のE1遺伝子を発現する、よく知られた補完細胞株、例えば293細胞またはPER.C6細胞におけるそのようなアデノウイルスの増殖を可能にする(例えば、Havenga et al.,2006,J Gen Virol 87:2135−43;国際公開第03/104467号パンフレット(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)を参照)。
本発明のベクター中の「異種核酸」(本明細書中、「導入遺伝子」とも称される)は、ベクター中に天然には存在しない核酸であり、本発明によれば、本発明の融合ポリペプチドをコードする核酸は、ベクター中に存在する場合、異種核酸と考えられる。それは、例えば標準の分子生物学的手法によりベクター中に導入される。それは例えば、アデノウイルスベクターの欠失したE1またはE3領域内、またはE4領域とrITRとの間の領域内にクローン化され得る。導入遺伝子は、一般に、発現制御配列と作動可能に連結される。好ましい実施形態では、導入遺伝子は、アデノウイルスベクターのE1領域内にクローン化される。
MVAベクターなどのベクター、または組換えアデノウイルスベクターは、本開示を考慮し、当業者によく知られた様々な方法に従って作製し得る。一般に、作製は、相当量のベクター材料を生成するための培養細胞内での増殖、続く、細胞培養液からのベクターの収集、また、通常は、その後の、他の物質を除去し、医薬組成物に配合し得る精製ベクターを得るためのベクターのさらなる精製を必要とする(例えば、Hoganson et al.,2002,BioProcessing J 1:43−8;Evans et al.,2004,J Pharm Sci 93:2458−75)。例えば、アデノウイルスをプロデューサー細胞の培養液から収集するための方法は、例えば国際公開第2005/080556号パンフレットに幅広く記載されている。例えば、国際公開第2010/060719号パンフレット、および国際公開第2011/098592号パンフレット(いずれも参照により本明細書に組み込まれる)には、大量の組換えアデノウイルスを得て精製するのに好適な方法が記載されている。
さらなる態様において、本発明は、本発明による核酸分子、ベクター、または組換えウイルスを含むワクチン、およびワクチン組み合わせをさらに提供し、これらの各態様の実施形態は、本明細書に記載のものを含むことができる。特定の実施形態では、本発明によるワクチンは、本明細書に記載の核酸分子を含む。好ましい実施形態では、ワクチンは、本発明によるベクター、好ましくはMVAベクター、好ましくはMVA−BNベクターもしくはその誘導体などの組換えポックスウイルスベクター、および/またはrAd26ベクターなどの組換えアデノウイルスベクターを含む。
特定の実施形態では、HPV16デザイナーポリペプチドをコードする本発明によるワクチンは、さらなる活性成分、例えば、HPV16と異なる少なくとも1つのHPV型、例えば、HPV18、HPV31、HPV33、HPV35、HPV39、HPV45、HPV51、HPV52、HPV56、HPV58、HPV59、HPV68、HPV73、もしくはHPV82などの高リスクHPV型のE6および/またはE7タンパク質の少なくとも1つのエピトープをコードする核酸を含む。特定の実施形態では、HPV18デザイナーポリペプチドをコードする本発明によるワクチンは、さらなる活性成分、例えば、HPV18と異なる少なくとも1つのHPV型、例えば、HPV16、HPV31、HPV33、HPV35、HPV39、HPV45、HPV51、HPV52、HPV56、HPV58、HPV59、HPV68、HPV73、もしくはHPV82などの高リスクHPV型のE6および/またはE7タンパク質の少なくとも1つのエピトープをコードする核酸を含む。
本発明のHPV16およびHPV18デザイナーポリペプチドの両方をコードする核酸、例えば、配列番号1のアミノ酸配列を含むポリペプチド、および配列番号20のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸、例えば、配列番号3のアミノ酸配列を含むポリペプチド、および配列番号22のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸を含むベクター、ワクチン、またはワクチン組み合わせが特に好ましい。このようなベクター、ワクチン、ワクチン組成物、またはワクチン組み合わせにおいては、HPV16およびHPV18成分は、別々の分子として同じ組成物中にあってもよく、また、同じ分子にあっても、例えば、同じベクター上にコードされていてもよい。そのような組み合わせの1つの利点は、そのようなワクチンは、HPV16またはHPV18(共に大部分のHPV誘導性癌の原因となる最も一般的な高リスクHPV型の2つ)に感染した対象において治療的に作用し得ることであり、そのため、そのようなワクチンは、HPV16またはHPV18デザイナー分子を有する単一型のワクチンより高い適用性を有する。
他の実施形態では、HPV16およびHPV18成分は、ワクチン接種における併用のため、例えば、投与前の再構成、または別々であるが実質的には同時投与のための、個別のHPV16成分および個別のHPV18成分を含むキットまたは組成物として提供され得る。このような組み合わせの1つの利点は、このようなワクチンはHPV16またはHPV18に感染した対象において治療的に作用し得ることである。用語「ワクチン」は、特定の病原体または疾患に対する対象の予防および/または治療度合いの免疫(この場合、HPVに対して治療的)を誘導するのに有効な活性成分を含有する薬剤または組成物を指す。ワクチンは、通常、本発明による核酸分子、またはベクター、または組換えウイルス、および薬学的に許容される賦形剤を含む。対象へ投与されると、本発明による核酸分子によってコードされるポリペプチドが、対象において発現し、それがコードされたポリペプチド中に存在する抗原断片に対する免疫応答をもたらすことになる。本発明のワクチンの利点は、HPV16((例えば、配列番号1〜6および24)またはHPV18(例えば、配列番号20〜23および25)のE6およびE7の実質的に全てのT細胞エピトープおよび、任意選択的にHPV16またはHPV18のE2のエピトープが存在し、したがって野生型のE6もしくはE7、または任意選択的にE2に存在するエピトープに対するT細胞応答をワクチン接種者にマウントすることができることである。さらに、本ワクチンは、本発明による核酸分子について、上で概説されるようなあらゆる安全性および有効性の利点を有する。
ヒトへの投与については、本発明では、ベクター、および薬学的に許容できる担体または賦形剤を含む医薬組成物を用いてもよい。この場合、「薬学的に許容される」という用語は、担体または賦形剤が、使用する投与量および濃度で、それらを投与する対象に望ましくない影響も悪影響も何ら引き起こさないことを意味する。かかる薬学的に許容される賦形剤は、当該技術分野でよく知られている(Remington’s Pharmaceutical Sciences,18th edition,A.R.Gennaro,Ed.,Mack Publishing Company[1990];Pharmaceutical Formulation Development of Peptides and Proteins,S.Frokjaer and L.Hovgaard,Eds.,Taylor & Francis[2000];およびHandbook of Pharmaceutical Excipients,3rd edition,A.Kibbe,Ed.,Pharmaceutical Press[2000]を参照)。賦形剤は一般に、薬物の活性成分と共に配合される薬理学的に不活性な物質である。賦形剤は一般に、強力な活性成分を含有する製剤を増量するために用いられ(それ故、しばしば「増量剤」、「充填剤」または「希釈剤」と称される)、それにより製剤化の際の製剤原料の便宜的かつ正確な調剤を可能にする。賦形剤はまた、様々な治療増強の目的、例えば薬剤の吸収または溶解性の促進、または他の薬物動態学的考慮に寄与し得る。賦形剤はまた、製造過程において、想定される有効期間にわたる変性の阻止などのインビトロ安定性に寄与することに加えて、粉末流動性または非粘着性を促進するなど、関係する活性物質の取り扱いを容易にする上で有用であり得る。適切な賦形剤の選択はまた、投与経路および剤形、ならびに活性成分および他の要素に依存する。
精製された核酸分子、ベクターまたはポリペプチドは、凍結乾燥製剤を利用することも可能であるが、滅菌溶液として製剤化し、投与することが好ましい。滅菌溶液は、滅菌濾過または当該技術分野でそれ自体知られている他の方法によって調製される。その後、溶液は凍結乾燥されるか、または医薬投与容器に充填される。一般に、溶液のpHは、pH3.0〜9.5、例えば、pH5.0〜7.5である。核酸分子またはベクターまたはポリペプチドは、通常、好適な緩衝液を含む溶液中に存在し、ベクターの溶液はまた、塩を含有してもよい。任意選択により、アルブミンなどの安定剤が含まれる。特定の実施形態では、洗浄剤が添加される。特定の実施形態では、ワクチンは、注射用製剤に配合され得る。これらの製剤は、核酸分子、ベクターまたはポリペプチドを有効量含有し、滅菌溶液、懸濁液または凍結乾燥バージョンであり、任意選択的に安定剤または賦形剤を含有する。
例えば、組換えアデノウイルスベクターは、Adenovirus World Standard(Hoganson et al.,2002,Bioprocessing J 1:43−8)にも使用される緩衝液:20mMのトリス pH8、25mMのNaCl、2.5%のグリセロール、に保存し得る。ヒトへの投与に好適な別の有用な調合緩衝液は、20mMのトリス、2mMのMgCl、25mMのNaCl、10%w/vのスクロース、0.02%w/vのポリソルベート80である。組換えアデノウイルスに好適な別の調合緩衝液は、10〜25mMのクエン酸緩衝液pH5.9〜6.2、4〜6%(w/w)のヒドロキシプロピル−ベータ−シクロデキストリン(HBCD)、70〜100mMのNaCl、0.018〜0.035%(w/w)のポリソルベート80、および任意選択による0.3〜0.45%(w/w)のエタノールを含む。MVAベクターに好適な調合緩衝液の例は、10mMのトリス、140mMのNaCl、pH7.7(または7.4)であり得る。明らかに、多くの他の緩衝液を用いることができ、貯蔵や精製ベクターの医薬投与に適した製剤が数例知られている。
特定の実施形態では、ベクターを含む組成物は、1つ以上のアジュバントをさらに含む。適用される抗原決定基に対する免疫応答をさらに高めるアジュバントは、当該技術分野において知られている。「アジュバント」および「免疫刺激剤」という用語は、本明細書では同義的に使用され、免疫系の刺激を引き起こす1種以上の物質と定義される。これに関連して、アジュバントは、本発明のベクター中の核酸分子によってコードされるポリペプチドに対する免疫応答を増強するために用いられる。好適なアジュバントの例としては、水酸化アルミニウムおよび/またはリン酸アルミニウムおよび/またはリン酸アルミニウムカリウムなどのアルミニウム塩;油エマルション組成物(または水中油型組成物)、例えばスクアレン−水エマルション、例えばMF59(例えば、国際公開第90/14837号パンフレットを参照);サポニン製剤、例えばQS21および免疫賦活性複合体(ISCOMS)など(例えば、米国特許第5,057,540号明細書;国際公開第90/03184号パンフレット、国際公開第96/11711号パンフレット、国際公開第2004/004762号パンフレット、国際公開第2005/002620号パンフレットを参照);細菌または微生物誘導体(その例は、モノホスホリルリピッドA(MPL)、3−O−脱アシル化MPL(3dMPL)、CpG−モチーフ含有オリゴヌクレオチド、ADPリボシル化細菌性毒素またはその変異体、例えば大腸菌(E.Coli)熱不安定性エンテロトキシンLT、コレラ毒素CTなどである)が挙げられる。また、例えば、C4結合タンパク質(C4bp)のオリゴマー化ドメインと目的抗原との融合物をコードする異種核酸を使用すること(例えば、Solabomi et al,2008,Infect Immun 76:3817−23)、または、目的導入遺伝子と異種dsRNAなどのTLR−3アゴニストの両方をコードするベクターを使用すること(例えば、国際公開第2007/100908号明細書)などにより、ベクターにコードされたアジュバントを使用することも可能である
他の実施形態では、本発明の組成物は、アジュバントを含まない。
医薬組成物は、対象、例えばヒト対象に投与することができる。1回の投与の間に対象に提供されるワクチン活性成分の総用量は当業者に知られているように変化させることができ、アデノウイルスについては一般に1×10ウイルス粒子(vp)〜1×1012vp、好ましくは1×10vp〜1×1011vp、例えば3×10〜5×1010vp、例えば10〜3×1010vp;MVAウイルスについてはワクチンの総用量は一般に1×10TCID50(組織培養感染量)〜1×1010TCID50、好ましくは1×10TCID50〜1×1010、より好ましくは1×10TCID50〜1×10TCID50である。医薬組成物の投与は、標準的な投与経路を用いて実施され得る。非限定的な実施形態としては、例えば注射による非経口投与、例えば、皮内、筋肉内など、または皮下もしくは経皮、または粘膜投与、例えば、鼻腔内、経口、腟内、直腸などが挙げられる。一実施形態では、組成物は、例えば、腕の三角筋内、または腿の外側広筋内への筋肉内注射によって投与される。特定の実施形態では、ワクチンはDNAワクチンであり、例えばこれは、例えばDNAタトゥーイング(例えば、Oosterhuis et al.,2012,Curr Top Microbiol Immunol 351:221−50を参照)により皮内投与され得る。この経路はまた、アデノウイルスベクターおよびポックスウイルスベクターにも適している。特定の実施形態では、本発明による組成物は、アデノウイルスベクターもしくはポックスウイルスベクター、またはアデノウイルスベクターとポックスウイルスベクターの両方を含み、筋肉内注射によって投与される。当業者は、ワクチン中の抗原に対する免疫応答を誘導するため、ワクチンなどの組成物を投与する様々な可能性を理解している。
本明細書で用いられる対象は、好ましくは哺乳動物、例えば齧歯類、例えばマウス、または非ヒト霊長類、またはヒトである。対象は、好ましくは、ヒト対象である。
本発明のワクチンは、偶発的かつ持続的なHPV感染それ自体(例えば、HPV DNA試験によって検出される)、したがって(前)癌性病変が形成される前、および子宮頸部上皮内腫瘍(CIN;子宮頸部異形成および子宮頸部間質腫瘍としても知られ、子宮頸部表面の扁平上皮細胞の潜在的な前癌形質転換および異常成長(異形成)である)から、子宮頸癌(子宮頚部扁平上皮細胞癌(SCC)など)に至るまで、HPV(特に、配列番号1〜6、24および28のいずれかを含むかもしくはコードするワクチンでは16型、または配列番号20〜23、25および31のいずれかを含むかもしくはコードするワクチンでは18型、または本明細書に記載のHPV16およびHPV18の両デザイナー分子を含むかワクチンでは両方の型)によって引き起こされる疾患の種々のステージの1つに罹患している患者を治療するために使用することができる。さらに、他のHPV誘発腫瘍、例えば外陰上皮内腫瘍(VIN)、腟上皮内腫瘍(VaIN)、陰茎上皮内腫瘍(PIN)、肛門上皮内腫瘍(AIN)、ならびに中咽頭癌(頭頚部癌としても知られる)、陰茎癌、膣癌、外陰部癌および肛門癌のより進行したステージを、標的とし得る。したがって、本発明のワクチンは、広範なHPV誘発性病変を標的にし得、またHPV誘発性疾患の前癌ステージ、例えば(持続性)感染、ならびに/または腫瘍ステージ(E2、E6および/もしくはE7の発現が最高である場合)では最も有効である可能性が高い。本発明のワクチンを用いる治療を、進行した癌細胞における免疫回避機構に対して相互作用するかまたは克服し得る化合物、例えば、抗PD1/PD−L1抗体、イピリムマブなどの抗CTLA−4抗体、抗LAG−3抗体、抗CD25抗体、IDO阻害剤、CD40アゴニスト抗体、CD137アゴニスト抗体などと組み合わせることも可能である(例えば、Hamid and Carvajal,2013,Expert Opinion Biol Ther 13:847−861;Mellman et al.,2011,Nature Rev 480:480−89)。
本明細書で用いられる場合、「治療する」は、患者におけるHPV16または18のE6および/またはE7および/または任意選択的にE2(のエピトープ)を発現する細胞に対する治療的免疫応答を誘導するためのワクチンの投与を意味し、それによりHPV16または18感染のレベルが少なくとも低下、好ましくは完全に除去され、その結果、腫瘍などのHPV16またはHPV18誘発性疾患および/またはその症状の進行が少なくとも緩徐化し、好ましくは停止する。ワクチンによる治療はまた、より進行したステージのHPV誘発性癌の寛解をもたらすことが好ましい。ワクチンを、分類されている確立されたHPV感染を有する患者に投与することが好ましいことから、対応するHPV型のポリペプチドをコードするワクチンが投与され得る。スクリーニングの不在下で、ワクチンはまた、HPV感染の可能性が高い集団、すなわち性交好きな人々の一部において投与され得る。本発明のワクチンは、HPV16または18に感染していない対象に、例えば予防用途で、おそらくは患者が感染している、または感染していない、別のHPV型に対するワクチンと組み合わせて投与することも可能である。本発明のワクチンはまた、他の手段、例えば手術(HPV16または18感染によって引き起こされる病変の除去)よるさらなる治療、またはイミキモドによる治療(TLR−7/8作動薬を含む、例えば、Dayaana et al.,2010,Br J Cancer 102:1129−36を参照)を受けている対象に投与され得る。治療の効果は、細胞診またはHPV試験により測定され得る。
特定の実施形態では、本明細書に記載のワクチン接種および方法は、本発明のワクチンを対象または患者に少なくとも1回投与することを含む。1種以上のさらなるワクチンの1回以上のブースター投与を提供することも可能である。ブースティングワクチン接種が実施される場合、一般に、かかるブースティングワクチン接種は、同じ抗原を有する免疫原性組成物を初めて対象に投与(この場合「プライミングワクチン接種」と称される)後、1週〜1年の間、好ましくは2週〜4か月の間のある時に同じ対象に投与される。代替のブースティングレジメンでは、異なるベクター、例えば異なる血清型の1つ以上のアデノウイルス、またはMVAなどの他のベクター、またはDNA、またはタンパク質をプライミングまたはブースティングワクチン接種として対象に投与することも可能である。特定の実施形態では、本発明の同じ形態のワクチンは、例えば本発明による同じ組換えアデノウイルス(Ad26など)を用いたプライムブーストレジメンで同じ患者に少なくとも2回投与される。
特定の好ましい実施形態において、本発明のワクチンはプライム−ブーストレジメンで少なくとも2回投与されるが、ワクチンのベクターは異なり、例えば、異なる2種類のウイルスベクター(例えば、組換えAd26によるプライミングおよび組換えポックスウイルスによるブースティング、またはその逆)が使用される。非限定的な実施形態の例として、a)組換えAd26ベクターによるプライミングと、組換えMVAベクターによるブースティング、b)組換えAd26ベクターおよび組換えAd35ベクターによるプライミングと、組換えMVAベクターによるブースティング、c)組換えポックスウイルスベクター(例えば、MVA)によるプライミングと、組換えAd26ベクターによるブースティング、d)組換えポックスウイルスベクター(例えば、MVA)によるプライミングと、組換えAd26ベクターおよび組換えAd35ベクターによるブースティングが挙げられる。ここで、それぞれの場合において、プライミングベクターおよびブースティングベクターはそれぞれ、本発明のデザイナーポリペプチドをコードする少なくとも1つの核酸を含む。特定の好ましい実施形態では、プライミングベクターおよびブースティングベクターはそれぞれ、本発明の同じデザイナーポリペプチドをコードする。プライミング投与および/またはブースティング投与のそれぞれは、任意選択により、同じ対象に2回以上投与し得る。
特定の実施形態では、本発明によるワクチンまたは組換えウイルスがプライム−ブースト−ブーストレジメンで少なくとも3回、例えば、初回はプライミング投与で、2回目および3回目はその続の2回のブースティング投与で投与される。さらなる実施形態では、さらなるブースター投与がレジメンに加えられ得る。アデノウイルスベクターおよびMVAベクター(これらは同じ組成物に含まれても、異なる組成物に含まれてもよい)を、同時に、または実質的に同時に(例えば、10分以内の間隔で)投与して、免疫応答を誘導することもできる(例えば、国際公開第2010/073043号パンフレットを参照)。
対象にHPV16またはHPV18に対するCTL応答を誘導することも本発明の態様であり、本発明によるベクター、ワクチン、またはワクチン組み合わせを対象に投与する工程を含む。当業者は、HPV16配列を含むワクチン(例えば、配列番号1〜6、24および28のいずれかをコードするかまたは含む)は、HPV16感染に対して最も有効であって、HPV16感染に対する使用が意図されており、一方、HPV18配列を含むワクチン(例えば、配列番号20〜23、25および31のいずれかをコードするかまたは含む)は、HPV18感染に対して最も有効であって、HPV18感染に対する使用が意図されていることを理解するであろう。
1.本発明はまた、以下の非限定的な実施形態を提供する。
1)ワクチン組み合わせであって、
a)配列番号1のアミノ酸配列を含む第1のポリペプチドをコードする第1の核酸、および配列番号20のアミノ酸配列を含む第2のポリペプチドをコードする第2の核酸を含む、免疫学的有効量の1つ以上の組換えアデノウイルスベクターを、薬学的に許容される担体と共に含む第1のワクチン;ならびに
b)配列番号1のアミノ酸配列を含む第3のポリペプチドをコードする第3の核酸、および配列番号20のアミノ酸配列を含む第4のポリペプチドをコードする第4の核酸を含む、免疫学的有効量の組換え変異ワクシニアアンカラ(MVA)ベクターを、薬学的に許容される担体と共に含む第2のワクチン
を含み、
2.MVAベクターは、MVA−BNまたはその誘導体を含むワクチン組み合わせ。
2)第1のワクチンおよび第2のワクチンはそれぞれ、配列番号28のアミノ酸配列を含む第5のポリペプチドをコードする核酸、および配列番号31のアミノ酸配列を含む第6のポリペプチドをコードする核酸をさらに含む、実施形態1のワクチン組み合わせ。
3)第1および第3のポリペプチドはそれぞれ配列番号28をさらに含み、第2および第4のポリペプチドはそれぞれ配列番号31をさらに含む、実施形態1〜2のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
4)第1の核酸および第3の核酸はそれぞれ、配列番号3または配列番号5のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードし、第2の核酸および第4の核酸はそれぞれ、配列番号22のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする、実施形態1のワクチン組み合わせ。
5)配列番号1を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号2のポリヌクレオチド配列に対し少なくとも90%の配列同一性を有し、配列番号20を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号21のポリヌクレオチド配列に対し少なくとも90%の配列同一性を有する、実施形態1〜4のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
6)配列番号1を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号2に対し少なくとも95%の配列同一性を有し、配列番号20を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号21に対し少なくとも95%の配列同一性を有する、実施形態1〜5のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
7)配列番号1を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号2を含み、配列番号20を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号21を含む、実施形態1〜6のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
8)配列番号3を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号4または配列番号24のポリヌクレオチド配列に対し少なくとも90%の配列同一性を有し、配列番号22は、配列番号23または配列番号25のポリヌクレオチド配列に対し少なくとも90%の配列同一性を有する、実施形態4のワクチン組み合わせ。
9)配列番号3を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号4または配列番号24に対し少なくとも95%の配列同一性を有し、配列番号22を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号23または配列番号25に対し少なくとも95%の配列同一性を有する、実施形態4および8のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
10)配列番号3を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号4または配列番号24を含み、配列番号22を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号23または配列番号25を含む、実施形態4および8〜9のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
11)配列番号3を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号4に対し少なくとも90%の配列同一性を有し、配列番号22を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号23に対し少なくとも90%の配列同一性を有する、実施形態4および8〜10のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
12)配列番号3を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号4に対し少なくとも95%の配列同一性を有し、配列番号22を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号23に対し少なくとも95%の配列同一性を有する、実施形態4および8〜11のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
13)配列番号3を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号4を含み、配列番号22を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号23を含む、実施形態4および8〜12のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
14)配列番号3を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号24に対し少なくとも90%の配列同一性を有し、配列番号22を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号25に対し少なくとも90%の配列同一性を有する、実施形態4および8〜10のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
15)配列番号3を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号24に対し少なくとも95%の配列同一性を有し、配列番号22を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号25に対し少なくとも95%の配列同一性を有する、実施形態4、8〜10および14のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
16)配列番号3を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号24を含み、配列番号22を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号25を含む、実施形態4、8〜10および14〜15のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
17)配列番号28を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号29または配列番号30のポリヌクレオチド配列に対し少なくとも90%の配列同一性を有し、配列番号31をコードする核酸は、配列番号32または配列番号33のポリヌクレオチド配列に対し少なくとも90%の配列同一性を有する、実施形態2〜3のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
18)配列番号28を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号29または配列番号30に対し少なくとも95%の配列同一性を有し、配列番号31をコードする核酸は、配列番号32または配列番号33に対し少なくとも95%の配列同一性を有する、実施形態2〜3および17のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
19)配列番号28を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号29または配列番号30を含み、配列番号31をコードする核酸は、配列番号32または配列番号33を含む、実施形態2〜3および17〜18のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
20)配列番号28を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号29に対し少なくとも90%の配列同一性を有し、配列番号31をコードする核酸は、配列番号32に対し少なくとも90%の配列同一性を有する、実施形態2〜3および17〜19のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
21)配列番号28を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号29に対し少なくとも95%の配列同一性を有し、配列番号31をコードする核酸は、配列番号32に対し少なくとも95%の配列同一性を有する、実施形態2〜3および17〜20のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
22)配列番号28を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号29を含み、配列番号31をコードする核酸は、配列番号32を含む、実施形態2〜3および17〜21のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
23)配列番号28を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号30に対し少なくとも90%の配列同一性を有し、配列番号31をコードする核酸は、配列番号33に対し少なくとも90%の配列同一性を有する、実施形態2〜3および17〜19のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
24)配列番号28を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号30に対し少なくとも95%の配列同一性を有し、配列番号31をコードする核酸は、配列番号33に対し少なくとも95%の配列同一性を有する、実施形態2〜3、17〜19および23のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
25)配列番号28を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号29を含み、配列番号31をコードする核酸は、配列番号32を含む、実施形態2〜3、17〜19および23〜24のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
26)MVA−BNの誘導体は、i)ニワトリ胚線維芽細胞(CEF)およびベビーハムスター腎臓細胞株BHKにおいては生殖的複製が可能であるが、ヒト細胞株のHaCat、HeLa、および143Bにおいては生殖的複製はできない;ならびにii)成熟B細胞およびT細胞を産生することができず、それ自体、免疫力が著しく低く、複製ウイルスに対して高い感受性を有するマウス株において複製することができないという特徴を有する実施形態1〜25のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
27)前記組換えアデノウイルスベクターが、rAd26およびrAd35からなる群から選択される、実施形態1〜26のいずれか1つに記載のワクチン組み合わせ。
28)組換えアデノウイルスベクターはrAd26である、実施形態1〜27のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
29)組換えアデノウイルスベクターはrAd35である、実施形態1〜27のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
30)第1のワクチンは、配列番号1を含む第1のポリペプチドをコードする第1の核酸を含む第1の組換えアデノウイルスベクターを含み、配列番号20を含む第2のポリペプチドをコードする第2の核酸を含む第2の組換えアデノウイルスベクターを含む、実施形態1〜29のいずれか1つに記載のワクチン組み合わせ。
31)(a)配列番号1のアミノ酸配列を含むポリペプチドおよび配列番号3のアミノ酸配列を含むポリペプチドの少なくとも1つをコードする核酸、ならびに(b)配列番号20のアミノ酸配列を含むポリペプチドおよび配列番号22のアミノ酸配列を含むポリペプチドの少なくとも1つをコードする他の核酸を含み、
MVAベクターは、MVA−BNまたはその誘導体である、組換え変異ワクシニアアンカラ(MVA)ベクター。
32)MVAベクターは、配列番号1を含むポリペプチドをコードする核酸、および配列番号20を含むポリペプチドをコードする核酸を含む、実施形態31の組換え変異ワクシニアアンカラ(MVA)ベクター。
33)MVAベクターは、配列番号28のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸、および配列番号31のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸の少なくとも1つをさらに含む、実施形態31〜32のいずれか1つの組換えMVAベクター。
34)配列番号1を含むポリペプチドは、配列番号28をさらに含み、配列番号20を含むポリペプチドは、配列番号31をさらに含む、実施形態31〜33のいずれか1つの組換えMVAベクター。
35)MVAベクターは、配列番号3を含むポリペプチドをコードする核酸、および配列番号22を含むポリペプチドをコードする核酸を含む、実施形態31の組換えMVAベクター。
36)配列番号1を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号3を含むポリペプチドをコードする核酸の一部であり、配列番号20を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号22をコードするポリペプチドをコードする核酸の一部である、請求項31の組換えMVAベクター。
37)配列番号1を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号2のポリヌクレオチド配列に対し少なくとも90%の配列同一性を有し、配列番号20を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号21のポリヌクレオチド配列に対し少なくとも90%の配列同一性を有する、実施形態31〜36のいずれか1つの組換えMVAベクター。
38)配列番号1を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号2に対し少なくとも95%の配列同一性を有し、配列番号20を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号21に対し少なくとも95%の配列同一性を有する、実施形態31〜37のいずれか1つの組換えMVAベクター。
39)配列番号1を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号2を含み、配列番号20を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号21を含む、実施形態31〜38のいずれか1つの組換えMVAベクター。
40)配列番号3をコードする核酸は、配列番号4または配列番号24のポリヌクレオチド配列に対し少なくとも90%の配列同一性を有し、配列番号22をコードする核酸は、配列番号23または配列番号25のポリヌクレオチド配列に対し少なくとも90%の配列同一性を有する、実施形態31および35のいずれか1つの組換えMVAベクター。
41)配列番号3をコードする核酸は、配列番号4または配列番号24に対し少なくとも95%の配列同一性を有し、配列番号22をコードする核酸は、配列番号23または配列番号25に対し少なくとも95%の配列同一性を有する、実施形態31、35および40のいずれか1つの組換えMVAベクター。
42)配列番号3をコードする核酸は、配列番号4または配列番号24を含み、配列番号22をコードする核酸は、配列番号23または配列番号25を含む、実施形態31、35および40〜41のいずれか1つの組換えMVAベクター。
43)配列番号3をコードする核酸は、配列番号4に対し少なくとも90%の配列同一性を有し、配列番号22をコードする核酸は、配列番号23に対し少なくとも90%の配列同一性を有する、実施形態31、35および40〜42のいずれか1つの組換えMVAベクター。
44)配列番号3をコードする核酸は、配列番号4に対し少なくとも95%の配列同一性を有し、配列番号22をコードする核酸は、配列番号23に対し少なくとも95%の配列同一性を有する、実施形態31、35および40〜43のいずれか1つの組換えMVAベクター。
45)配列番号3をコードする核酸は、配列番号4を含み、配列番号22をコードする核酸は、配列番号23を含む、実施形態31、35および40〜44のいずれか1つの組換えMVAベクター。
46)配列番号3をコードする核酸は、配列番号24に対し少なくとも90%の配列同一性を有し、配列番号22をコードする核酸は、配列番号25に対し少なくとも90%の配列同一性を有する、実施形態31、35および40〜42のいずれか1つの組換えMVAベクター。
47)配列番号3をコードする核酸は、配列番号24に対し少なくとも95%の配列同一性を有し、配列番号22をコードする核酸は、配列番号25に対し少なくとも95%の配列同一性を有する、実施形態31、35、40〜42および46のいずれか1つの組換えMVAベクター。
48)配列番号3をコードする核酸は、配列番号24を含み、配列番号22をコードする核酸は、配列番号25を含む、実施形態31、35、40〜42および46〜47のいずれか1つの組換えMVAベクター。
49)配列番号1、配列番号3、配列番号20および配列番号22からなる群から選択される配列を含むポリペプチドをコードする少なくとも1つの核酸を含む組換えMVAベクターであって、少なくとも1つの核酸は、配列番号26のポリヌクレオチド配列に対し少なくとも95%の配列同一性を有する核酸、および配列番号27のポリヌクレオチド配列に対し少なくとも95%の配列同一性を有する核酸の少なくとも1つを含むプロモーターに作動可能に連結している、組換えMVAベクター。
50)プロモーターは、配列番号26および配列番号27の少なくとも1つを含む、実施形態49の組換えMVAベクター。
51)プロモーターは、配列番号26である、実施形態49〜50のいずれか1つの組換えMVAベクター。
52)プロモーターは、配列番号27である、実施形態49〜50のいずれか1つの組換えMVAベクター。
53)配列番号1または配列番号3は、配列番号26に作動可能に連結している、実施形態49〜51のいずれか1つの組換えMVAベクター。
54)配列番号3は、配列番号26に作動可能に連結している、実施形態53の組換えMVAベクター。
55)配列番号20または配列番号22は、配列番号27に作動可能に連結している、実施形態49〜50および52のいずれか1つの組換えMVAベクター。
56)配列番号22は、配列番号27に作動可能に連結している、実施形態55の組換えMVAベクター。
57)配列番号1は、実施形態5〜7および36〜39のいずれか1つによる核酸によってコードされる、実施形態49および53の組換えMVAベクター。58)配列番号3は、実施形態4、8〜16、35、36および40〜48のいずれか1つによる核酸によってコードされる、実施形態49および53〜54のいずれか1つの組換えMVAベクター。
59)配列番号20は、実施形態3〜7、32、34および36〜39のいずれか1つによる核酸によってコードされる、実施形態49および55のいずれか1つの組換えMVAベクター。
60)配列番号22は、実施形態4、8〜16、35、36および40〜48のいずれか1つによる核酸によってコードされる、実施形態49および55〜56のいずれか1つの組換えMVAベクター。
61)実施形態31〜60のいずれか1つの組換えMVAベクターおよび薬学的に許容される担体を含む、ワクチン。
62)対象における、持続性HPV感染、外陰上皮内腫瘍(VIN)、子宮頸部上皮内腫瘍(CIN)、腟上皮内腫瘍(VaIN)、肛門上皮内腫瘍(AIN)、子宮頸癌(子宮頸部扁平上皮癌(SCC)など)、中咽頭癌、陰茎癌、膣癌または肛門癌を治療するための方法であって、実施形態1〜61のいずれか1つのベクター、ワクチン、またはワクチン組み合わせを対象に投与する工程を含む、方法。
63)対象においてヒトパピローマウイルス(Human Papilloma Virus)(HPV)に対する免疫応答を誘導する方法であって、
(a)免疫学的有効量の
1.(i)配列番号1のアミノ酸配列を含む第1のポリペプチドをコードする第1の核酸、および配列番号20のアミノ酸配列を含む第2のポリペプチドをコードする第2の核酸を含む組換えアデノウイルスベクター、または
2.(ii)配列番号1のアミノ酸配列を含む第1のポリペプチドをコードする第1の核酸を含む第1の組換えアデノウイルスベクター、および配列番号のアミノ酸配列を含む第2のポリペプチドをコードする第2の核酸を含む第2の組換えアデノウイルスベクターを
薬学的に許容される担体と共に含む第1のワクチンを対象に投与する工程と;
かつ
(b)免疫学的有効量の、配列番号1のアミノ酸配列を含む第3のポリペプチドをコードする第3の核酸、および配列番号20のアミノ酸配列を含む第4のポリペプチドをコードする第4の核酸を含む組換え変異ワクシニアアンカラ(MVA)ベクターを、薬学的に許容される担体と共に含む第2のワクチンを対象に投与する工程と
を含み、
第1のワクチンはプライミングワクチンとして対象に投与され、第2のワクチンはブースティングワクチンとして対象に投与される方法。
64)対象においてヒトパピローマウイルス(Human Papilloma Virus)(HPV)に対する免疫応答を誘導する方法であって、
(a)免疫学的有効量の
3.(i)配列番号1のアミノ酸配列を含む第1のポリペプチドをコードする第1の核酸、および配列番号20のアミノ酸配列を含む第2のポリペプチドをコードする第2の核酸を含む組換えアデノウイルスベクター、または
(ii)配列番号1のアミノ酸配列を含む第1のポリペプチドをコードする第1の核酸を含む第1の組換えアデノウイルスベクター、および配列番号20のアミノ酸配列を含む第2のポリペプチドをコードする第2の核酸を含む第2の組換えアデノウイルスベクターを
薬学的に許容される担体と共に含む第1のワクチンを対象に投与する工程と;
かつ
(b)免疫学的有効量の、配列番号1のアミノ酸配列を含む第3のポリペプチドをコードする第3の核酸、および配列番号20のアミノ酸配列を含む第4のポリペプチドをコードする第4の核酸を含む組換え変異ワクシニアアンカラ(MVA)ベクターを、薬学的に許容される担体と共に含む第2のワクチンを対象に投与する工程と
を含み、
第1のワクチンまたは第2のワクチンがプライミングワクチンとして対象に投与され、他のワクチンがブースティングワクチンとして対象に投与される方法。
65)第1のワクチンおよび第2のワクチンはそれぞれ、配列番号28のアミノ酸配列を含む第5のポリペプチドをコードする核酸、および配列番号31のアミノ酸配列を含む第6のポリペプチドをコードする核酸をさらに含む、実施形態63〜64のいずれか1つの方法。
66)第1および第3のポリペプチドはそれぞれ配列番号28をさらに含み、第2および第3のポリペプチドはそれぞれ配列番号31をさらに含む、実施形態63〜65のいずれか1つの方法。
67)第1のワクチンは、配列番号1または配列番号3を含む第1のポリペプチドをコードする第1の核酸を含む第1の組換えアデノウイルスベクター、および配列番号20または配列番号22を含む第2のポリペプチドをコードする第2の核酸を含む第2の組換えアデノウイルスベクターを含む、実施形態63〜66のいずれか1つの方法。
68)配列番号1は、実施形態5〜7および36〜39のいずれか1つによる核酸によってコードされる、実施形態63〜67のいずれか1つの方法。
69)配列番号3は、実施形態4、8〜16、35、36および40〜48のいずれか1つによる核酸によってコードされる、実施形態63〜67のいずれか1つの方法。
70)配列番号20は、実施形態3〜7、32、34および36〜39のいずれか1つによる核酸によってコードされる、実施形態63〜67のいずれか1つの方法。
71)配列番号22は、実施形態4、8〜16、35、36および40〜48のいずれか1つによる核酸によってコードされる、実施形態63〜67のいずれか1つの方法。
72)配列番号28は、実施形態17〜24のいずれか1つによる核酸によってコードされる、実施形態65〜66のいずれか1つの方法。
73)配列番号31は、実施形態17〜24のいずれか1つによる核酸によってコードされる、実施形態65〜66のいずれか1つの方法。
74)配列番号24、配列番号25、配列番号30および配列番号33からなる群から選択されるポリヌクレオチド配列を含む、核酸分子。
75)配列番号24を含む、核酸分子。
76)配列番号25を含む、核酸分子。
77)配列番号30を含む、核酸分子。
78)配列番号33を含む、核酸分子。
79)実施形態74〜78のいずれか1つの核酸分子に対し少なくとも90%または95%の配列同一性を有する、核酸分子。
80)実施形態74〜79のいずれか1つの核酸分子を含む、単離された核酸分子。
81)実施形態74〜79のいずれか1つの核酸分子を含む、ベクター。
82)ベクターはポックスウイルスおよびアデノウイルスから選択される、実施形態81のベクター。
83)ベクターはポックスウイルスである、実施形態81〜82のいずれか1つのベクター。
84)ポックスウイルスは、オルトポックスウイルスまたはアビポックスウイルスである、実施形態83のベクター。
85)ポックスウイルスは、オルトポックスウイルスある、実施形態84のベクター。
86)オルトポックスウイルスは、ワクシニアウイルス(vaccinia virus)である、実施形態85のベクター。
87)ワクシニアウイルス(vaccinia virus)は、MVAウイルスである、実施形態86のベクター。
88)MVAウイルスは、MVA−BNまたはその誘導体である、実施形態87のベクター。
89)ベクターはアデノウイルスである、実施形態81〜82のいずれか1つのベクター。
90)アデノウイルスは、rAd26およびrAd35から選択される、実施形態89のベクター。
91)ワクチン組み合わせであって、
a)免疫学的有効量の
(i)配列番号3のアミノ酸配列を含む第1のポリペプチドをコードする第1の核酸、および配列番号22のアミノ酸配列を含む第2のポリペプチドをコードする第2の核酸、または
(ii)配列番号3のアミノ酸配列を含む第1のポリペプチドをコードする第1の核酸を含む第1の組換えアデノウイルスベクター、および配列番号22のアミノ酸配列を含む第2のポリペプチドをコードする第2の核酸を含む第2の組換えアデノウイルスベクター
を、薬学的に許容される担体と共に含む第1のワクチン;
ならびに
(b)配列番号3のアミノ酸配列を含む第3のポリペプチドをコードする第3の核酸、および配列番号22のアミノ酸配列を含む第4のポリペプチドをコードする第4の核酸を含む、免疫学的有効量の組換え変異ワクシニアアンカラ(MVA)ベクターを、薬学的に許容される担体と共に含む第2のワクチン
を含み、第1のワクチンまたは第2のワクチンはプライミングワクチンとして対象に投与され、他のワクチンはブースティングワクチンとして対象に投与され、かつ
MVAベクターは、MVA−BNまたはその誘導体を含む、ワクチン組み合わせ。
92)配列番号3を含むポリペプチドは、実施形態4、8〜16、35、36および40〜48のいずれか1つによる核酸によってコードされる、実施形態91のワクチン組み合わせ。
93)配列番号22を含むポリペプチドは、実施形態4、8〜16、35、36および40〜48のいずれか1つによる核酸によってコードされる、実施形態91のワクチン組み合わせ。
94)それを必要としている対象の持続性HPV感染、外陰上皮内腫瘍(VIN)、子宮頸部上皮内腫瘍(CIN)、腟上皮内腫瘍(VaIN)、肛門上皮内腫瘍(AIN)、子宮頸癌(子宮頸部扁平上皮癌(SCC)など)、中咽頭癌、陰茎癌、膣癌または肛門癌の治療における、実施形態1〜61および74〜93のいずれか1つの核酸、ポリペプチド、ベクター、ワクチン、またはワクチン組み合わせのいずれか1つの使用。
95)それを必要としている対象のヒトパピローマウイルス(Human Papilloma Virus)(HPV)に対する免疫応答を誘導するための医薬組成物または医薬の調製における、実施形態1〜61および74〜93のいずれか1つの核酸、ポリペプチド、ベクター、ワクチン、またはワクチン組み合わせのいずれか1つの使用。
96)実施形態1〜61および74〜93のいずれか1つの核酸、ポリペプチド、ベクター、ワクチン、またはワクチン組み合わせのいずれか1つを含むキット。
97)第1の組換えアデノウイルスベクターはrAd26であり、第2の組換えアデノウイルスベクターはrAd26である実施形態30のワクチン組み合わせ。
98)第1の組換えアデノウイルスベクターは、配列番号3を含む第1のポリペプチドをコードする第1の核酸を含み、第2の組換えアデノウイルスベクターは、配列番号22を含む第2のポリペプチドをコードする第2の核酸を含む実施形態97のワクチン組み合わせ。
99)第1のワクチンは、配列番号3を含む第1のポリペプチドをコードする第1の核酸、および配列番号22を含む第2のポリペプチドをコードする第2の核酸を含む、免疫学的有効量の組換えアデノウイルスベクターを、薬学的に許容される担体と共に含む、実施形態91のワクチン組み合わせ。
100)組換えアデノウイルスベクターはrAd26である、実施形態99のワクチン組み合わせ。
101)第1のワクチンは、免疫学的有効量の、配列番号3を含む第1のポリペプチドをコードする第1の核酸を含む第1の組換えアデノウイルスベクター、および配列番号22を含む第2のポリペプチドをコードする第2の核酸を含む第2の組換えアデノウイルスベクターを含む、実施形態91のワクチン組み合わせ。
102)第1の組換えアデノウイルスベクターはrAd26であり、第2の組換えアデノウイルスベクターはrAd26である実施形態101のワクチン組み合わせ。
103)第1のワクチンはプライミングワクチンであり、第2のワクチンがブースティングワクチンである実施形態91および99〜102のいずれか1つのワクチン組み合わせ。
104)それを必要としている対象の持続性HPV感染、外陰上皮内腫瘍(VIN)、子宮頸部上皮内腫瘍(CIN)、腟上皮内腫瘍(VaIN)、肛門上皮内腫瘍(AIN)、子宮頸癌(子宮頸部扁平上皮癌(SCC)など)、中咽頭癌、陰茎癌、膣癌または肛門癌を治療する方法であって、
(a)免疫学的有効量の
4.(i)配列番号1のアミノ酸配列を含む第1のポリペプチドをコードする第1の核酸、および配列番号20のアミノ酸配列を含む第2のポリペプチドをコードする第2の核酸を含む組換えアデノウイルスベクター、または
5.(ii)配列番号1のアミノ酸配列を含む第1のポリペプチドをコードする第1の核酸を含む第1の組換えアデノウイルスベクター、および配列番号20のアミノ酸配列を含む第2のポリペプチドをコードする第2の核酸を含む第2の組換えアデノウイルスベクターを、
薬学的に許容される担体と共に含む第1のワクチンを対象に投与する工程と;
かつ
(b)免疫学的有効量の、配列番号1のアミノ酸配列を含む第3のポリペプチドをコードする第3の核酸、および配列番号20のアミノ酸配列を含む第4のポリペプチドをコードする第4の核酸を含む組換え変異ワクシニアアンカラ(MVA)ベクターを、薬学的に許容される担体と共に含む第2のワクチンを対象に投与する工程と
を含み、
第1のワクチンはプライミングワクチンとして対象に投与され、第2のワクチンはブースティングワクチンとして対象に投与される方法。
105)第1のワクチンは、免疫学的有効量の、配列番号1を含む第1のポリペプチドをコードする第1の核酸を含む第1の組換えアデノウイルスベクター、および配列番号20を含む第2のポリペプチドをコードする第2の核酸を含む第2の組換えアデノウイルスベクターを、薬学的に許容される担体と共に含む、実施形態63、64および104のいずれか1つの方法。
106)第1の組換えアデノウイルスベクターはrAd26であり、第2の組換えアデノウイルスベクターはrAd26である実施形態105の方法。
107)第1のワクチンは、配列番号1を含む第1のポリペプチドをコードする第1の核酸、および配列番号20のアミノ酸配列を含む第2のポリペプチドをコードする第2の核酸を含む、免疫学的有効量の組換えアデノウイルスベクターを、薬学的に許容される担体と共に含む、実施形態63、64および104のいずれか1つの方法。
108)組換えアデノウイルスベクターはrAd26である、実施形態107の方法。
109)配列番号1を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号3を含むポリペプチドをコードする核酸の一部であり、配列番号20を含むポリペプチドをコードする核酸は、配列番号22をコードするポリペプチドをコードする核酸の一部である実施形態104〜108のいずれか1つの方法。
110)(a)配列番号1のアミノ酸配列を含むポリペプチドおよび配列番号3のアミノ酸配列を含むポリペプチドの少なくとも1つをコードする核酸、ならびに(b)配列番号20のアミノ酸配列を含むポリペプチドおよび配列番号22のアミノ酸配列を含むポリペプチドの少なくとも1つをコードする他の核酸を含み、
6.(a)および(b)の核酸の少なくとも1つは、MVA遺伝子間領域(IGR)88/89に挿入されている、組換え変異ワクシニアアンカラ(MVA)ベクター。
111)(a)および(b)の両方の核酸は、MVA遺伝子間領域(IGR)88/89に挿入されている、実施形態110の組換えMVAベクター。
112)MVAは、MVA−BNまたはその誘導体である、実施形態110〜111のいずれか1つの組換えMVAベクター。
113)MVAベクターは、配列番号1を含むポリペプチドをコードする核酸、および配列番号20を含むポリペプチドをコードする核酸を含む、実施形態110〜112のいずれか1つの組換え変異ワクシニアアンカラ(MVA)ベクター。
114)MVAベクターは、配列番号28を含むポリペプチドをコードする核酸、および配列番号31を含むポリペプチドをコードする核酸の少なくとも1つをさらに含む、実施形態110〜113のいずれか1つの組換えMVAベクター。
115)配列番号1を含むポリペプチドは、配列番号28をさらに含み、配列番号20を含むポリペプチドは、配列番号31をさらに含む、実施形態110〜114のいずれか1つの組換えMVAベクター。
116)MVAベクターは、配列番号3を含むポリペプチドをコードする核酸、および配列番号22を含むポリペプチドをコードする核酸を含む、実施形態110の組換えMVAベクター。
本発明の実施には、別段の指示がない限り、免疫学、分子生物学、微生物学、細胞生物学、および組換えDNAの従来の手法が使用されるが、それらの手法は当該技術の範囲内である。例えば、Sambrook,Fritsch and Maniatis,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,2ndedition,1989;Current Protocols in Molecular Biology,Ausubel FM,et al.,eds、1987;the series Methods in Enzymology(Academic Press,Inc.);PCR2:A Practical Approach,MacPherson MJ,Hams BD,Taylor GR,eds,1995;Antibodies:A Laboratory Manual,Harlow and Lane,eds,1988を参照されたい。
以下の実施例で本発明をさらに説明する。実施例は、決して本発明を限定するものではない。それらは、発明を明確化する役割を果たすのみである。
実施例1:実質的に全てのHPV16 E6およびE7 CTLエピトープを含むデザイナーポリペプチドの構築
本発明者らは、HPV16 E6およびE7タンパク質の実質的に全てのCTLエピトープを有し、期待/予測される強力なネオエピトープ(ネオエピトープは野生型HPV16 E6およびE7タンパク質中に存在しないエピトープを意味する)を最少数有する新規の非腫瘍形成性ポリペプチド(およびそれをコードする核酸)を設計した。HPV16に関する本発明のポリペプチド(本明細書中で「E6E7SH」とも称されるときがある)は、配列番号1で示される配列を含む。このポリペプチドをコードするコドン最適化核酸は、配列番号2で示される。
本発明の分子は、複数分子が用いられる方法よりも作製上の利点を提供する単一分子である。さらに、本発明のポリペプチドは、HPV16の野生型E6およびE7中に存在する実質的に全ての推定されるCTLエピトープを含み、それと同時に、潜在的には免疫優勢であり得る期待/予測される強力なネオエピトープを最少数有し、それ故に免疫応答を関連のある野生型CTLエピトープから転用する。それ故、本発明のコンストラクトは、あり得るCTLエピトープがいずれか欠如し、かつ/または、より多いもしくはより強力なネオエピトープを有する、他者によって記載された分子よりも免疫学的に好都合である。
例えば、配列番号1のコンストラクトは、IEDBウェブサイト(http://tools.immuneepitope.org/analyze/html/mhc_binding.html,version 2009−09−01B)での「MHCクラスI分子に対するペプチド結合(Peptide binding to MHC class I molecules)」における予測ツールの、HLA−AおよびHLA−Bに対するANN(Lundegaard et al.,2008,Nucl Acids Res 36:W509−12)およびSMM法(Peters et al.,2003,Bioinformatics19:1765−72)、ならびにHLA−Cに対するNetMHCpan法(Hoof et al.,2009,Immunogenetics 61:1−13)を用いた判定として、20の最も一般的なHLA−A、20の最も一般的なHLA−B、および20の最も一般的なHLA−C対立遺伝子(HLA−A*01:01、HLA−A*02:01、HLA−A*02:03、HLA−A*02:06、HLA−A*02:07、HLA−A*03:01、HLA−A*11:01、HLA−A*23:01、HLA−A*24:02、HLA−A*26:01、HLA−A*29:02、HLA−A*30:01、HLA−A*30:02、HLA−A*31:01、HLA−A*32:01、HLA−A*33:01、HLA−A*33:03、HLA−A*34:01、HLA−A*68:01、HLA−A*68:02、HLA−B*07:02、HLA−B*07:04、HLA−B*08:01、HLA−B*13:01、HLA−B*15:01、HLA−B*18:01、HLA−B*35:01、HLA−B*37:01、HLA−B*39:01、HLA−B*40:01、HLA−B*40:02、HLA−B*40:06、HLA−B*44:02、HLA−B*44:03、HL−B*46:01、HLA−B*48:01、HLA−B*51:01、HLA−B*52:01、HLA−B*53:01、HLA−B*58:01、HLA−C*07:02、HLA−C*04:01、HLA−C*03:04、HLA−C*01:02、HLA−C*07:01、HLA−C*06:02、HLA−C*03:03、HLA−C*08:01、HLA−C*15:02、HLA−C*12:02、HLA−C*02:02、HLA−C*05:01、HLA−C*14:02、HLA−C*03:02、HLA−C*16:01、HLA−C*08:02、HLA−C*12:03、HLA−C*04:03、HLA−C*17:01、HLA−C*14:03)に対し<50nMの予測結合親和性を有する9アミノ酸長の1つのネオエピトープのみを有する。
非限定的な例として、IEDBウェブサイトにおけるSMM予測ツールを使用して、Oosterhuis et al.,2011,Int J Cancer 129:397−406およびOehlschlaeger et al.,2006、Vaccine24:2880−93によって記載されるシャッフルされたE6およびE7配列:はそれぞれ、コア部分に、20の最も一般的なHLA−AおよびHLA−Bに対し、9つの強力で固有の潜在的ネオエピトープ(ANNまたはSMM IC50<50nM)を有する。これはさらに、その手法で用いられる付録(appendices)を除外する(ここで付録は、付加的なネオエピトープにさらに寄与することになり、また「重複」の長さが制限されていることに起因してより多くの天然MHCIIエピトープに対する機会を逃す可能性がある)。当然ながら、国際公開第2013/083287号パンフレットに記載された、報告としてシャッフルされたE6およびE7タンパク質を伴う変異体を有する改善された分子は、20の最も一般的なHLA−A、20の最も一般的なHLA−Bおよび20の最も一般的なHLA−C対立遺伝子に対して予測されたIC50<50nM(ANN、SMMもしくはNetMHCPan)を伴う、9アミノ酸長を有する22の固有のネオエピトープを有する。
したがって、本発明のデザイナー分子は、E6およびE7が機能性を除去するためにシャッフルされる場合の他の公表された手法と比べて極めて数が少ない予測されるネオエピトープを有する点で明らかに有利である。
本発明者らのこのように設計されたHPV16 E6E7SH分子(すなわち、配列番号1で示されるアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする核酸を合成した。この核酸配列は、配列番号2を含み、5’末端にHindIII部位およびコザック配列、3’部位にXbaI部位が隣接している(Invitrogen Life technologies、Germany、でのカスタム合成および標準的な分子クローニング)。
合成された断片を、HindIIIおよびXbaIを用いて、細菌耐性マーカー(アンピシリン)および哺乳動物耐性マーカー(ネオマイシン)の双方を有する標準の発現ベクターpCDNA2004.Neoにクローン化して、例えば(一過性)遺伝子導入に基づく実験用に本発明の分子をコードするプラスミドベクターを得た。
これらの分子は、それ自体として用いることができるが、さらなる特徴を有するさらなる分子のためのベースとしても用いることができた。非限定例として、いくつかのさらなる変異体を下記のように調製した。
HPV16 E6E7SH融合タンパク質配列は他のHPV16初期タンパク質の配列と組み合わせることで、持続性感染を有する個体を標的にすることができ、免疫される個体の免疫レパートリーを広げることができる。E2に対する免疫応答が、HPV16感染のクリアランスにおいて重要な役割を果たすことが示唆されている(de Jong et al.,2002,Cancer Res 62:472−479)。E2のE6E7SHへの融合は、持続性感染からLEEP手術後の浸潤性癌または再発性/難治性疾患といったHPV関連癌の諸ステージに対する抗原を有するワクチン成分を供することになろう。したがって、かかる実施形態の非限定的な例として、本発明者らは、E6E7SHとそのN末端でのE2との融合タンパク質をコードする配列を調製した。E2配列内で、融合タンパク質を発現する細胞内での遺伝子発現に影響を与え得るDNA結合活性を抑制するための改変を行うことができる。本発明者らは、野生型HPV16 E2タンパク質の、293位のグリシン、299位のリジン、および300位のシステインをそれぞれ、バリン、メチオニンおよびアルギニンに変異させた。これらの自然に生じる各変異は既に、E2結合ドメインを有するDNA配列へのE2の結合を完全に阻害する(Prakash et al.,1992,Genes Dev 6:105−16)。
得られたポリペプチドは、HPV16 E2E6E7SHと称し、配列番号3を含む。このポリペプチドをコードするコドン最適化核酸を調製し、配列番号4に示す。
本発明者らはまた、同じE2変異タンパク質がHPV16 E6E7SH融合ポリペプチドのC末端に融合した変異体を構築した。融合によりHPV16 E6E7E2SHと称されるポリペプチド生成され、これは配列番号5を含む。このコンストラクトをコードする配列を、配列番号6として示す。
対照を目的として、本発明者らはまた、融合タンパク質として完全長HPV16 E6およびE7の野生型配列を有するポリペプチド(aa1〜158のE6がaa1〜98のE7に直接融合されたものであり、本明細書中でE6E7wtと称される)をコードする配列を構築した。
本発明者らはまた、リーダー配列をポリペプチドに付加する効果について試験した。非限定的な例として、IgEリーダー配列をコードする配列(例えば、米国特許第6,733,994号明細書を参照)[リーダーペプチドの配列が、配列番号7に示されている]が、いくつかのコンストラクト、例えば、E6E7wtコンストラクト(これはLSE6E7wtを与える)、およびE2E6E7SHコンストラクト(これはLSE2E6E7SHを与える)のN末端で融合した。その効果は、免疫マウスにおけるE7四量体分析による測定によると、LS配列を有しない同じ抗原と比べて免疫原性が有意に(p<0.05)増強された(例えば、図9中に見られる通りである)。
本発明のE6E7SHポリペプチドをコードする配列は、E2の有無にかかわらず、例えば、DNAコンストラクトから、RNAから、またはウイルスベクターから発現され得る。図1は、HEK−293T細胞内での、上記のような導入遺伝子を発現するDNAベクターによる一過性のトランスフェクト時の発現を示す。トランスフェクト後、細胞が収集され、細胞抽出物がHPV16 E7に対する抗体を用いたSDS−PAGEおよびウエスタンブロッティングにより分析された。この実験は、発現ベクターのトランスフェクション時での適切なサイズの想定される融合タンパク質の発現を示す。
E2の有無にかかわらず、またコードされた融合タンパク質の免疫原性を増強するための追加の配列の有無にかかわらず、アデノウイルスベクターを用いてE6E7を発現させることができる。
上記のHPV16 E6E7wt対照またはHPV16デザイナー配列をコードする遺伝子は、Geneartで、ヒト発現のために最適化され、合成された遺伝子であった。コザック配列(5’GCCACC3’)をATG開始コドンの直前に含め、また2つの停止コドン(5’TGA TAA3’)はそれぞれのコード配列の終端に付加した。遺伝子を、HindIIIおよびXbaI部位を介して、pAdApt35BSUプラスミド中およびpAdApt26プラスミド中に挿入した(Havenga et al.,2006,J Gen Virol 87,2135−43)。
全てのアデノウイルスはPER.C6細胞で単一の相同組換えにより生成し、前述のように産生した(rAd35について:Havenga et al.,2006,J Gen Virol 87:2135−43;rAd26について:Abbink et al.,2007,J Virol 81:4654−63)。PER.C6細胞(Fallaux et al.,1998,Hum Gene Ther 9:1909−17)は、10mM MgCl2を添加した、10%ウシ胎児血清(FBS)含有ダルベッコ変法イーグル培地(DMEM)で維持した。
簡潔に記せば、PER.C6細胞に、製造業者(Life Technologies)が提供する説明書に従い、Lipofectamineを使用して、Adベクタープラスミドをトランスフェクトした。十分な細胞変性効果(CPE)に達した1日後に細胞を収集し、凍結融解させ、3,000rpmで5分間遠心分離し、−20℃で貯蔵した。ウイルスを、マルチウェル24組織培養プレートの単一のウェル内で培養したPER.C6細胞内でプラーク精製し、増幅した。T25組織培養フラスコ内と、その後のT175組織培養フラスコ内で培養したPER.C6細胞内でさらに増幅させた。T175フラスコ後に得られた細胞から調製した粗ライセートからの3〜5mlを用いて、PER.C6細胞の70%コンフルエント層を有する24×T1000の5層の組織培養フラスコに接種した。ウイルスを、2段階CsCl精製法を使用して精製した。最終的に、ウイルスを一定分量に分割して−85℃に保存した。
Ad35.HPV16−E6E7wt、およびAd35.HPV16−E6E7SHは、野生型HPV16 E6およびE7タンパク質の融合タンパク質(E6E7wt)、ならびに上述したようなデザイナー融合タンパク質変異体(E6E7SH、配列番号1で示されるアミノ酸配列を有する)をそれぞれ発現するためのコドン最適化ヌクレオチド配列を含む組換えアデノウイルス血清型35(Ad35)ベクターである。E6およびE7の組み合わせ配列は、E1、E3が欠失したアデノウイルスゲノムのE1領域内のCMVプロモーターの制御下に置いた。Ad26.HPV16−E6E7wt、およびAd26.HPV16−E6E7SHは、組換えアデノウイルス血清型26に基づく等価なベクターである。
同様に、HPV16 E2E6E7SH(配列番号3)変異体をコードするAd26およびAd35に基づく組換えアデノウイルスベクターを生成した。同様に、HPV16 E6E7E2SH(配列番号5)変異体をコードするAd26およびAd35を生成した。また、N末端にIgEリーダー配列を有するE2E6E7SH融合タンパク質をコードするAd35ベクターを生成し、Ad35.HPV16−LSE2E6E7SHと称した。また、N末端でIgEリーダー配列に融合したE6E7wtを有する対照アデノウイルスを生成した。
組換えアデノウイルスをPER.C6細胞で生成し、塩化セシウム勾配の遠心分離により精製した。
リプレッサー系に結合させたコンストラクトのさらなる例を、下の後述する実施例で提示する。
実施例2.HPV16デザイナーコンストラクトの形質転換活性の欠損
野生型HPV16 E6およびE7タンパク質は、特定のアッセイにおける形質転換活性(例えば、軟寒天アッセイにおけるコロニー形成)として明白な腫瘍形成能を有する(Massimi and Banks,2005,Methods Mol Med 119:381−395)。実施例1に記載のE6E7SHポリペプチドは、並び替えられた様式でのE6およびE7タンパク質の断片を含む。これは、例えばかかるアッセイにおける野生型E6タンパク質および野生型E7タンパク質のいずれかと比べて形質転換活性が有意に低下することにより測定可能である通り、腫瘍形成能を排除することが期待される。
他の研究者らは、遺伝子がシャッフルされたHPV16 E6およびE7の変異体は実際にその発癌性を失ったと報告し(Oehlschlaeger et al.,2006,Vaccine24:2880−93;Henken et al.,2012,Vaccine 30:4259−66)、遺伝子シャッフリングがE6およびE7タンパク質の野生型機能を破壊することを実証した。
腫瘍化特性の欠如を評価するため、本発明者らは、E6E7SHコンストラクトがNIH 3T3細胞上の軟寒天中での増殖能を与える能力を評価した(例えば、Massimi and Banks,2005,Methods Mol Med 119:381−395で記載の通り)。NIH3T3細胞への野生型HPV16 E7を発現するプラスミドのトランスフェクションでは、常にコロニーが形成された。これらのアッセイでは、野生型HPV16 E6単独の発現では、バックグラウンドを超えるコロニー形成は生じなかった。これは、このアッセイではE7wtがE6wtよりもはるかに効率的であるという公表された観察結果と一致している(Sedman et al.,1991,J Virol 65:4860−66)。本発明者らのE6E7SHコンストラクトのトランスフェクションは、4つの独立実験において軟寒天中での細胞のコロニーの増殖をもたらさず(図2)、本発明のポリペプチドE6E7SHをコードする核酸がE7に関連する形質転換能力を失っていることを示した。
E6およびE7の腫瘍形成能は、それぞれ細胞タンパク質のp53およびpRbのレベルを低下させるそれらの能力に関連している。本発明のポリペプチドE6E7SHをコードする核酸のコンストラクトが分子レベルで野生型E6およびE7に関連した生物学的活性を有さないことを示すため、p53およびpRb分解アッセイを実施した。つまり、HPV16 E6wtおよび本発明者らのE6E7SHコンストラクトを、p53分解アッセイにおいて、内因性p53が欠如したNCI−H1299細胞内で発現させた。pRb分解アッセイにおいては、HPV16 E7wtおよびE6E7SHコンストラクトをpRbヌルSaos−2細胞内で発現させた。図3で分かるように、p53と(E6E7SHとでなく)E6wtとの同時発現は、p53レベルの低下をもたらす(パネルAおよびB)。同様に、パネル3Cおよび3Dは、pRbと(E6E7SHとでなく)E7wtとの同時発現がpRBレベルの低下をもたらすことを示す。これらのデータは、本発明のポリペプチドをコードする核酸が軟寒天中でのコロニー形成能を全く有さず、また野生型E6およびE7ポリペプチドの主な生物学的活性、すなわち、それぞれp53およびpRbを不活化する活性を有さないことを示している。
本発明のポリペプチドをコードする核酸コンストラクトの安全性をさらに実証するため、本発明者らは、HPV媒介性形質転換に対する天然標的細胞である一次ヒト包皮ケラチノサイトを用いた。一次ヒトケラチノサイトの不死化は、E6およびE7野生型双方の作用を必要とする(Munger et al.,1989,J Virol 63:4417−21)。このアッセイは、おそらくは本発明者らのコンストラクトの安全性を実証するための生理学的に最も関連性のあるインビトロアッセイである(Massimi and Banks,2005,Methods Mol Med 119:381−395)。HPV16由来の野生型E6およびE7(E6E7wt)を発現するレンチウイルスを形質導入した細胞は、それらの寿命が非形質導入対照細胞と比べて延長し(図4)、かつテロメラーゼの触媒サブユニットであるhTERTが活性化した(データは示さず)ことによって示されるように、一次ケラチノサイトにおける不死化を誘導する。本発明のポリペプチド(E6E7SH)の発現では、GFPが形質導入されたケラチノサイトまたは形質導入されないケラチノサイトと比べて寿命を延ばすことができない。2つの追加した独立ドナーにおいて同様の結果が得られた(データは示さず)。まとめると、これらのデータは、本発明者らのコンストラクトが、高度に生理学的なモデルと考えられる、一次ヒトケラチノサイトにおける不死化を誘導する能力を失っていることを示す。
HPV16 E6およびE7の同等の断片を異なる順序で組み換えた別のコンストラクトもまた、一次ヒト包皮ケラチノサイトを不死化することができなかった。しかし、そのコンストラクトにおいては、最大で約120〜150日の寿命の延長が認められた。これは、この分野では一部予測不能であることを示し、また、この安全性に関連した態様における本発明の選択されたデザイナー分子の優位性を示している。
本実施例における実験は、本発明によるHPV16デザイナーポリペプチドをコードする核酸の形質転換活性の欠如と、それ故にHPV16 E6およびE7 wtコンストラクトよりも著しく改善された安全性に関する強力な証拠を同時に提供する。
実施例3.HPV16 E6E7SHデザイナーコンストラクトに対する免疫応答
本発明者らは、実施例1に記載のように、DNAベクターおよびアデノウイルスベクターを調製した。
本発明者らは、マウスが野生型E2、またはE6もしくはE7をコードするDNAプラスミドで免疫され、またHPV16 E2、E6およびE7抗原による免疫により、C57BL/6マウスまたはBalb/cマウスよりも広範な細胞免疫応答がCB6F1で誘導される初期実験に基づいて、免疫応答を測定するのにCB6F1マウス株を用いた。個々の実験において、マウスを本発明の分子をコードするDNAベクターで免疫し、細胞の免疫応答を測定した。E6E7SHを発現するDNAプラスミドで免疫したマウスにおいて、HPV16 E7に特異的な免疫応答を測定することができた(図5)。
本実施例中に示す以下のデータは、アデノウイルスベクターを用いて実施したマウス実験から得られたものである。
ワクチンに誘導される免疫原性を評価するため、CB6F1マウスを、HPV16 E6E7wt、LSE6E7wt、E6E7SHを発現するアデノベクター(Ad35)または導入遺伝子をコードしないアデノベクター(エンプティ)で免疫した。マウスへの投与について2つの用量を試験した:5×10ウイルス粒子(vp)および1×1010vp。免疫付与の2週後および8週後、マウスをサクリファイスし、単離した脾細胞をHPV16 E7の15merペプチドプールで一晩刺激した。2週後および8週後のE7に特異的な応答を、IFNγELISPOTにより分析した。データを図6に示す。
これは、ELISPOT分析による測定で、マウスのAd35.HPV16−E6E7SHによる免疫がE7に特異的な免疫応答を誘導することを示している。さらに、図6の結果は、N末端リーダー配列を導入遺伝子に付加することにより、アデノウイルスにより発現する導入遺伝子に対する免疫応答が増強する可能性があることを示す。
次に、免疫原性に関してHPV16 E2をHPV16 E6E7SHポリペプチドに付加する効果を試験した。Ad35ベクターは、N末端(E2E6E7SH)またはC末端(E6E7E2SH)に融合したE2を有するポリペプチドをコードした。CB6F1マウスを、1×1010vpの用量で免疫した。図7(E7四量体染色)および図8(パネルC、IFNγELISPOT)は、E7に対する免疫応答を示し、E2を含むデザイナーコンストラクトの免疫応答は、E2を含まないコンストラクトと比べてより高い傾向があるが、差異は統計学的に有意なものではなかった。E2に対する応答は、E6E7SHデザイナーポリペプチドに融合されたE2を有するアデノウイルスベクターに対する応答と比べて、E2のみをコードするアデノウイルスベクターの場合がより高く(図8B)、差異はE2対E2E6E7SHおよびE2対E6E7E2SHの双方において有意であった(P値:<0.05)。
E2をさらに含むデザイナーコンストラクトはE7に対する免疫応答をさらにもたらし、加えてE2に対する免疫応答ももたらし、それ故、E2を含まないコンストラクトよりも免疫応答の幅が増加すると結論づけられる。
リーダー配列の付加により、野生型E6およびE7の融合タンパク質のN末端に融合されるとき、より高いE7に特異的な応答がもたらされることが示された(図6C)。同様に、E2E6E7SH融合タンパク質の免疫原性に対するリーダー配列の効果を決定した。したがって、N末端E2の有無にかかわらずHPV16デザイナーポリペプチドをコードするAd35ベクター、およびLSE2E6E7SHをコードするAd35ベクターを、マウスの免疫のために用い、血液試料を2週間隔で採取して、E7に特異的な免疫応答を測定した(図9)。図7および8に示すように、E6E7SHにN末端またはC末端で融合したE2の存在は、免疫応答を増強する傾向があった。IgEリーダー配列の付加により、E7に特異的な応答がさらに増強された(図9B)。本発明によるデザイナー分子をコードする3つ全てのアデノウイルスベクターにおいて、経時的に持続的な免疫応答が認められ、また免疫後の最高の応答は実験期間中の最高の応答に対応した。
N末端E2をさらに含むデザイナーコンストラクトによって誘導される応答は、コード化タンパク質を特定の細胞区画に標的化する特定の配列、例えばIgEリーダー配列の付加により増強され得ると結論づけられる。
本発明のペプチドに対する細胞免疫応答は、異なるタイプのアデノウイルスベクターを用いて誘導され得る。先行実験では、本発明者らは、Ad35ベクターを用いたが、図10の実験では、マウスを、HPV16 E2E6E7SHを発現するAd26アデノウイルスベクターで免疫した。データは、Ad26に基づくワクチンによる免疫もまた、E7に特異的なT細胞を誘導したことを示す。さらに、その結果は、HPV16 E2E6E7SHを発現するAd35アデノウイルスベクターでの2回目の免疫が細胞免疫応答をさらに増強させることを示す(図10)。
実施例4.アカゲザル(rhesus macaques)におけるHPV16デザイナーコンストラクトの免疫原性。
本発明のデザイナー配列を発現するアデノウイルスベクターが非ヒト霊長類における免疫応答を誘導する能力を評価するため、HPV16 E2E6E7SHを発現するアデノベクター(Ad26)または導入遺伝子をコードしないアデノベクター(エンプティ)を1×1011vpの用量で筋肉内注射することにより、アカゲザル(rhesus macaques)を免疫した。免疫付与の8週後、同じ抗原を発現するAd26ベクターによる免疫により免疫応答を増大させた。16週後、動物は、同じ抗原を発現するAd35ベクターの注射をさらに1回受けた。血液試料は数回の時点で採取し、単離した白血球をHPV16 E2、E6またはE7に対応するペプチドプールで一晩刺激した。特異的応答をIFNγ ELISPOTにより測定した。データを図11に示す。さらにプライム免疫の10週後および18週後、本発明における新規な接合に及ぶペプチドに特異的な細胞免疫応答を評価した。IFNγ応答の誘導は、全ての動物で、1×10PBMC当たり<50SFUの検出限界未満であった(データは示さず)。
データは、Ad26.HPV16−E2E6E7SHによる非ヒト霊長類の免疫により、コードされた導入遺伝子中に存在する3つ全てのHPV16タンパク質に対する細胞免疫応答は生じたが、新規な接合に対する細胞免疫応答は生じなかったことを示す。Ad26.HPV16−E2E6E7SHによる追加免疫により応答が増大され得、また対応するAd35ベクターによる16週目での追加ブーストにより、HPV16 E2、E6およびE7に特異的な免疫応答がさらに増強された。
別の実験(記載せず)において、2つのアデノウイルスベクター(一方はHPV16 E6E7SHを発現し、他方はHPV16 L1タンパク質を発現する)の組み合わせの腟内投与により、アカゲザル(Rhesus macaques)を免疫した。E6およびE7の双方に対する低いものの測定可能な細胞応答を、末梢単核血液細胞内で測定した。これらの実験では、L1に対する強力な細胞免疫応答が検出された。
実施例5.マウス腫瘍モデルにおける治療効果
HPV16のための本発明のポリペプチド(配列番号1を含む)は、動物においてHPV16に特異的な細胞免疫応答を誘導することができ、HPV16 E6および/またはE7を発現する細胞に対して治療効果を発揮し得る。治療的免疫、すなわち腫瘍増殖が開始してからの免疫は、治療用HPVワクチン候補の有効性を実証するのに用いることができる。Ad26およびAd35ベクターの治療効果を、TC−1細胞(HPV16 E6およびE7を発現するマウス細胞)が注射されたマウスにおいて試験した(Lin et al.,1996,Cancer Res 56:21−6)。TC−1細胞は、マウスに皮下注射後、数日から数週以内に固形腫瘍を形成する。ワクチンなしでは、腫瘍は急速に増殖し、30日以内に1000mmの所定のサイズに達した(パネルDおよびE)。このサイズに達したところで、倫理的理由でマウスをサクリファイスする。
SLP(陽性対照として用いられる;Kenter et al.,2009,N Engl J Med 361:1838−47;Zwaveling et al.,2002,J Immunol 169:350−8)またはHPV16−E2E6E7SHを発現するアデノウイルスベクターを用いるプライムブースト免疫スキームでは、TC−1誘発腫瘍の増殖の著しい低下が認められた(図12、パネルBおよびC)。プライム免疫後の最初の30日でのより詳細な検査(パネルFおよびG)により、E2E6E7SHを発現するアデノベクターによる免疫が、腫瘍増殖に対してSLPによる免疫よりも実質的に大きな影響を有することが示される。初期増殖速度が大きく低下し、ほとんどの場合、腫瘍は収縮した。アデノウイルスベクターによって免疫した11匹のマウス中の3匹において、腫瘍は完全に根絶されたが、それは生存プロットに反映されている(パネルH)。
結論として、本発明のHPV16デザイナーポリペプチドを発現するアデノウイルスベクターによる免疫により、HPV16誘発癌に対する十分に確立されたチャレンジモデルにおいて、腫瘍増殖が有意に抑制されるかまたは定着腫瘍が完全に根絶された。
実施例6:HPV由来の抗原を発現するアデノウイルスベクターの生産性および遺伝的安定性を改善するためのリプレッサー系の利用
強力で構成的に活性なプロモーターの制御下でアデノウイルスベクターに挿入される導入遺伝子が、導入遺伝子産物の特性に応じてベクター産生に負の影響を与え得ることは先行的に報告されている(Yoshida & Yamada,1997,Biochem Biophys Res Commun 230:426−30;Rubinchik et al.,2000,Gene Ther 7:875−85;Matthews et al.,1999,J Gen Virol 80:345−53;Edholm et al.,2001,J Virol 75:9579−84;Gall et al.,2007,Mol Biotechnol 35:263−73)。導入遺伝子依存性ベクターの生産性での課題の例として、非効率的なベクターの救出および増殖、低い最終ベクターの収量、また深刻な場合では欠陥のある導入遺伝子カセットを有するウイルス変異体の急速な増殖が挙げられる。これらの課題を解決するため、複数の研究において、ベクター導入遺伝子の発現をプロデューサー細胞内でのベクター複製中に抑制する可能性が探索された(Matthews et al.,1999,J Gen Virol 80:345−53;Edholm et al.,2001,J Virol 75:9579−84;Gall et al.,2007,Mol Biotechnol 35:263−73;Cottingham et al.,2012,Biotechnol Bioeng 109:719−28;Gilbert et al.,2014,J Virol Methods 208:177−88)。これに関して、異なる抑制系がAdベクターとの関連で先行的に組み入れられており、実際、異なるタイプの(阻害性)導入遺伝子をコードするベクターにおいてベクターの生産性および遺伝的安定性を改善することを示している。
本明細書に記載のアデノウイルスベクターの一部、ならびに特定のHPV抗原変異体をコードする一部の他のアデノウイルスベクターが、上記の導入遺伝子依存性ベクターの生産性の課題の一部を提示し、それ故、おそらくはその観点でさらに改善され得ることが認められた。したがって、本発明者らは、ベクター導入遺伝子の発現を抑制する系の使用により、本明細書に記載されるようなHPV由来の抗原を発現するAdベクターの生成特性が改善され得るか否かを検討しようと努力した。この目的のため、本発明者らは、2つの既存のリプレッサー−オペレーター系、すなわちTetR/TetO(Yao & Eriksson,1999,Hum Gene Ther 10:419−22、欧州特許第0990041B1号明細書)およびCymR/CuO(Mullick et al.,2006,BMC Biotechnol 6:43)を本発明者らのアデノウイルスベクタープラットフォームに組み込んだ。TetR/TetO系およびCymR/CuO系の双方が、アデノウイルスベクターの生産性をベクター複製中でのベクター導入遺伝子のサイレンシングを介して改善するため、他者により先行的に用いられている(Gall et al.,2007,Mol Biotechnol 35:263−73;Cottingham et al.,2012,Biotechnol Bioeng 109:719−28;Gilbert et al.,2014,J Virol Methods 208:177−88)。これら2つの系の組み込みは、TetOまたはCuO配列を有するCMVプロモーターの制御下での目的遺伝子を発現するアデノウイルスベクターの作製を含んだ。さらに、その組み込みは、各々の同族のリプレッサータンパク質(すなわちTetRまたはCymR)を安定的に発現する細胞株の作製を必要とした。
異種ポリペプチドをコードする配列がTetOまたはCuOオペレーター配列を有するCMVプロモーターに作動可能に連結された、いくつかのE1が欠失したAd26およびAd35に基づくベクターを作製した。まず、特定のTetOまたはCuO含有配列(それぞれ配列番号11および配列番号12)を、pAdapt26およびpAdapt35.BsuプラスミドのCMVプロモーター(配列番号13)の転写開始部位(TSS)の近くに挿入した(Abbink et al.,2007,J Virol 81:4654−63;Havenga et al.,2006,J Gen Virol 87:2135−43)。オペレーター含有配列を、CMVプロモーターの2つの系についての前述の場合と正確に同じ位置に挿入した(Yao & Eriksson,1999,Human Gene Ther 10:419−22;欧州特許第0990041B1号明細書;Mullick et al.,2006,BMC Biotechnol 6:43;欧州特許第1385946B1号明細書)。特に、TSS(当初割り当てられた通り;Stenberg et al.1984,J Virol 49:190−9))に対して、TetO−およびCuO−含有配列を、それぞれ、−20位および+7位の直ぐ下流に挿入した。配列番号13では、これら2つの位置はそれぞれ、位置716および742に対応する。得られたオペレーター含有CMVプロモーターはそれぞれ、CMVTetOおよびCMVCuOと称する。次に、異なる導入遺伝子を、得られたコンストラクトの(改変)CMVプロモーターの下流にHindIIIおよびXbaI制限部位を用いて挿入した。これらの導入遺伝子は、緑色蛍光タンパク質およびルシフェラーゼの融合タンパク質(GFP−Luc)をコードする遺伝子、上の実施例1において記載のHPV16 LSE2E6E7SH、およびHPV16 LSE2E6E7SHにいくらかの類似性を有する別のポリペプチド(本実施例で「HPVAg」と称するコンストラクト)を含んだ。HPVAgは、LSE2E6E7SH中に存在するのと同じリーダー配列、ならびにHPV16のE2、E6、およびE7配列を含む。本明細書に記載の方法により、得られた改変pAdapt26およびpAdapt35.Bsuプラスミドを用いて、CMVTetOまたはCMVCuOプロモーターの制御下で上記のレポーターおよびHPV導入遺伝子を発現するアデノウイルスベクターを作製した。
TetRまたはCymRを発現する細胞株を、それぞれプラスミドpcDNATM6/TR(Life Technologies、V1025−20)、およびTetRコード配列(配列番号14、これは配列番号15のポリペプチドをコードする)がコドン最適化CymRコード配列(配列番号16、これは配列番号17のポリペプチドをコードする)によって置換されているpcDNATM6/TRの誘導体を用い、PER.C6(登録商標)細胞の安定なトランスフェクションによって生成した。安定な細胞株の作製は、主に、CMVTetOまたはCMVCuO駆動遺伝子の発現を抑制する能力がある細胞クローンについてスクリーニングするための一過性トランスフェクションに基づくアッセイを用いて、pcDNATM6/TRの供給業者による説明に従って実施した。得られたPER.C6/TetRおよびPER.C6/CymR細胞株について、これらの細胞内でのベクター複製中の導入遺伝子発現の抑制能力を分析した。オペレーター含有CMVプロモーターの制御下でGFP−Lucを発現するベクターを用いて実施された実験により、それぞれのオペレーター配列に対応するリプレッサーを発現する細胞株中での完全なウイルス複製サイクル全体を通じて、ルシフェラーゼ遺伝子の発現が少なくとも10倍低下することが示された(データは示さず)。これにより、PER.C6/TetRおよびPER.C6/CymR細胞株がアデノウイルスベクターの複製との関連でベクター導入遺伝子の発現を抑制する能力があることが確認された。
アデノベクター導入遺伝子発現のTetRおよびCymRを媒介とした抑制のベクター収量に対する効果を、HPVAgを発現するAd35に基づくベクターについて検討した(図13A)。このため、24ウェルのプレートウェル内に1ウェル当たり3×10個を播種したPER.C6、PER.C6/TetR、およびPER.C6/CymR細胞株に対して、1細胞当たり1000個のウイルス粒子で3時間の間、CMVTetOプロモーターまたはCMVCuOプロモーターからHPVAgを発現するベクターにより、4通りの感染を施した。対照として、HPVAgの代わりにGFP−Lucを発現する対応するベクターを用いて並行感染を実施した。感染の4日後、粗ウイルスライセートを、ウェルの内容物(すなわち感染細胞および培地)に対して2回の凍結−解凍サイクルを施すことにより調製した。その後、標準として既知のウイルス粒子力価を有する精製Ad35ベクターを用いる、Ad35ヘキソン配列に特異的な定量PCRに基づくプロトコルによって、アデノベクター力価を測定した。結果により、TetOおよびCuOの双方を含有するHPVAgをコードするAd35ベクターが、GFP−Lucを発現する対照ベクターと比べて、正常なPER.C6細胞でのベクター収量が低下することが示される。それに対して、これらの同じベクターで、それらの同族のリプレッサー(すなわち、それぞれTetRおよびCymR)を発現する細胞で生成されると、対照ベクターを用いて得られる収量と同程度に高い収量が得られた。これらのデータは、プロデューサー細胞内でのベクター産生中における導入遺伝子発現の抑制が、導入遺伝子としてHPVAgを保有するAd35ベクターの生産性にとって有利であり得ることを示している。
アデノベクター導入遺伝子発現の抑制がベクター収量に対して有し得る効果もまた、アデノウイルス血清型26(Ad26)由来のベクターについて検討した(図13B)。Ad35ベクターについて実質的に上記のように実施したアッセイでは、GFP−Luc、HPVAg、またはLSE2E6E7SHをコードする、CMVTetOプロモーターに制御される導入遺伝子を保有するAd26ベクターを使用して、PER.C6およびPER.C6/TetR細胞を1500ウイルス粒子/細胞で感染させた。3日後、感染物を収集し、ウイルス粒子力価を、Ad26ヘキソン配列に特異的な定量PCRに基づく方法により測定した。結果により、PER.C6細胞でのHPVAgおよびLSE2E6E7SHをコードするベクターにおける収量がGFP−Lucをコードする対照ベクターを用いて得られる場合よりも低いことが示される。それに対し、PER.C6/TetR細胞では、これらのベクターの双方が、対照ベクターにおいて得られる場合と同程度に高い力価を示した。(Ad35ベクターにおける)上記の結果をまとめると、これらのデータは、アデノベクター産生中の導入遺伝子の発現の抑制によって、HPVAgおよびLSE2E6E7SHを発現するベクターの収量が増加することを示している。
本発明者らは、HPVAgに対するCMVプロモーター駆動導入遺伝子を保有するアデノウイルスベクターの遺伝的安定性に関する主要な課題について認めている。例えば、PER.C6上でこのベクターが数継代経た後、ベクター集団の大半がHPVAgコード配列内に大規模な欠失を保有する変異ベクターからなることが認められた(データは示さず)。
本発明者らは、導入遺伝子発現抑制系、例えば上記の2つのうちの1つを利用すれば、導入遺伝子、例えばベクターの増殖に対して阻害性を示すHPVAgに関連した遺伝的安定性の課題が防止され得ると判断した。このことを試験するため、CMVCuOプロモーターに駆動されるHPVAgの発現を伴うAd35に基づくベクターを、PER.C6またはPER.C6/CymR細胞でのベクターの増殖時の導入遺伝子カセットの安定性について評価した(図14)。つまり、ベクターDNAを2つの異なる細胞株にトランスフェクトし、得られたウイルスプラークをアガロース層下で増殖させておいた。2つのトランスフェクションのそれぞれから、5つのウイルスプラークを単離し、さらに同じ細胞株(すなわち、トランスフェクションに用いたもの)で別々に10回のウイルス連続継代にわたり継代した。導入遺伝子の完全性を、ウイルス継代数10(VPN10)での導入遺伝子カセットのPCR増幅、ならびにその後の得られたPCR産物のゲル電気泳動およびサンガー配列決定による分析により評価した。さらに、VPN7の継代したウイルスクローンを、そのHPVAgを発現する能力について評価した。これは、継代したウイルス単離物を用いて、A549細胞を1000ウイルス粒子/細胞で感染させ、その48時間後に細胞を溶解し、その後、HPVAgの発現をHPV16 E7に特異的なモノクローナル抗体を用いたウエスタンブロッティング(Santa−Cruz Biotechnology)により分析することにより行った。ゲル電気泳動および配列決定分析の結果は、それぞれPER.C6で継代された5つのウイルス単離物の全てが、導入遺伝子カセット内に、わずかのフレームシフト欠失または中途での停止変異を保有していることを示した。それに対し、かかる欠失または変異は、CymRを発現する細胞株(PER.C6/CymR)で継代されたベクター単離物では検出することができなかった。これらのデータと一致して、PER.C6/CymR増殖ベクター単離物は全てHPVAgを発現することができたが、PER.C6増殖ベクターは全てこの能力を完全に失っており、これらのベクターにおける欠陥導入遺伝子カセットが示唆された。結論として、我々のデータは、ベクター増殖中でのベクター導入遺伝子の発現を抑制するための、例えばCymR/CuO系のようなリプレッサー系の使用は、例えばHPVAgを発現する導入遺伝子を保有するベクターにおいて見られる、深刻な導入遺伝子カセットの不安定性を防止するための有効な手段である。
実施例7:実質的に全てのHPV18 E6およびE7 CTLエピトープを含むデザイナーポリペプチドの構築
HPV16 E6およびE7に関する本発明者らの設計と同様に、本発明者らは、HPV18 E6およびE7タンパク質の実質的に全てのCTLエピトープを有し、期待/予測される強力なネオエピトープ(ネオエピトープは野生型HPV18 E6およびE7タンパク質中に存在しないエピトープを意味する)を最少数有する新規の非腫瘍形成性ポリペプチド(およびそれをコードする核酸)を設計した。HPV18に関する本発明のポリペプチド(本明細書中でHPV18「E6E7SH」とも称されるときがある)は、配列番号20で示されるアミノ酸配列を含む。このポリペプチドをコードするコドン最適化核酸は、配列番号21で示される。
HPV18に関する本発明の分子は、HPV16に関し実施例1で説明したのと同じ利点を有する。分子は単一分子であり、複数分子が用いられる方法よりも作製上の利点を提供する。さらに、本発明のポリペプチドは、HPV18の野生型E6およびE7中に存在する実質的に全ての推定されるCTLエピトープを含み、それと同時に、潜在的には免疫優勢であり得る期待/予測される強力なネオエピトープを最少数有し、それ故に免疫応答を関連のある野生型CTLエピトープから転用する。それ故、本発明のコンストラクトは、あり得るCTLエピトープがいずれか欠如し、かつ/または、より多いもしくはより強力なネオエピトープを有する、他者によって記載された分子よりも免疫学的に好都合である。
例えば、配列番号20のHPV18デザイナーコンストラクトは、HPV16デザイナーコンストラクト(配列番号1を有する)について実施例1に記載したような、20の最も一般的なHLA−A、20の最も一般的なHLA−Bおよび20の最も一般的なHLA−C対立遺伝子に対する予測される結合親和性<50nMを有する9アミノ酸長のネオエピトープを、5つしか有さない。
本発明者らのこのように設計されたHPV18 E6E7SH分子(すなわち、配列番号20で示されるアミノ酸配列を有するポリペプチド)をコードする核酸を合成した。この核酸配列は、配列番号21を含み、5’末端にHindIII部位およびコザック配列、3’部位にXbaI部位が隣接している(Invitrogen Life technologies、Germany、でのカスタム合成および標準的な分子クローニング)。
合成された断片を、HindIIIおよびXbaIを用いて、細菌耐性マーカー(アンピシリン)および哺乳動物耐性マーカー(ネオマイシン)の双方を有する標準の発現ベクターpCDNA2004.Neoにクローン化して、例えば(一過性)遺伝子導入に基づく実験用に本発明のHPV18デザイナー分子をコードするプラスミドベクターを得た。
これらの分子は、それ自体として用いることができるが、さらなる特徴を有するさらなる分子のためのベースとしても用いることができた。非限定例として、いくつかのさらなる変異体を下記のように調製した。
HPV18 E6E7SH融合タンパク質配列は他のHPV18初期タンパク質の配列と組み合わせることで、持続性感染を有する個体を標的にすることができ、免疫される個体の免疫レパートリーを広げることができる。かかる実施形態の非限定例として、本発明者らは、E6E7SHとそのN末端でのE2との融合タンパク質をコードする配列を調製した。本発明者らは、野生型HPV18 E2タンパク質(Genbank:AAP20597.1)の、294位のグリシン、300位のリジン、および301位のシステインをそれぞれ、バリン、メチオニンおよびアルギニンに変異させて、DNA結合活性を失活させた。これらの自然に生じる各変異は既に、E2結合ドメインを有するDNA配列へのE2の結合を完全に阻害する(Prakash et al.,1992,Genes Dev 6:105−16)。
得られたポリペプチドは、HPV18 E2E6E7SHと称し、配列番号22を含む。このポリペプチドをコードするコドン最適化核酸を調製し、配列番号23に示す。
本発明のHPV18 E6E7SHポリペプチドをコードする配列は、E2の有無にかかわらず、例えば、DNAコンストラクトから、RNAから、またはウイルスベクターから発現され得る。図15は、HEK−293T細胞内での、上記のような導入遺伝子を発現するDNAベクターによる一過性のトランスフェクト時の発現を示す。トランスフェクション後、細胞を収集し、細胞抽出物を、HPV18のE6を認識する抗体を用いてのSDS−PAGEおよびウエスタンブロッティングにより分析した。この実験は、発現ベクターのトランスフェクション時での適切なサイズの想定される融合タンパク質の発現を示す。
E2の有無にかかわらず、またコードされた融合タンパク質の免疫原性を増強するための追加の配列の有無にかかわらず、アデノウイルスベクターを用いてE6E7を発現させることができる。
上記のHPV18デザイナー配列をコードする遺伝子は、Geneartで、ヒト発現のために最適化され、合成された遺伝子であった。コザック配列(5’GCCACC3’)をATG開始コドンの直前に含め、また2つの停止コドン(5’TGA TAA3’)はそれぞれのコード配列の終端に付加した。遺伝子を、HindIIIおよびXbaI部位を介して、pAdApt35BSUプラスミド中およびpAdApt26プラスミド中に挿入した(Havenga et al.,2006,J Gen Virol 87,2135−43)。
Ad35.HPV18−E6E7SHは、上述したようなHPV18デザイナー融合タンパク質変異体(HPV18 E6E7SH、配列番号20に示すアミノ酸配列を有する)の発現のための、コドン最適化されたヌクレオチド配列を含む組換えアデノウイルス血清型35(Ad35)ベクターである。E6およびE7の組み合わせ配列は、E1、E3が欠失したアデノウイルスゲノムのE1領域内のCMVプロモーターの制御下に置いた。Ad26.HPV18−E6E7SHは、組換えアデノウイルス血清型26に基づく等価なベクターである。
同様に、HPV18 E2E6E7SH(配列番号22)変異体をコードするAd26およびAd35に基づく組換えアデノウイルスベクターを生成した。
全てのアデノウイルスベクターは、上記実施例1に記載されるように作製され、調製され、精製され、そして保存された。
実施例8.HPV18デザイナーコンストラクトの形質転換活性の欠如
HPV18のE6およびE7タンパク質は、特定のアッセイにおける形質転換活性(例えば、軟寒天アッセイにおけるコロニー形成)として明白な腫瘍形成能を有する(Massimi and Banks,2005,Methods Mol Med 119:381−395)。実施例7に記載のE6E7SHポリペプチドは、並び替えられた様式でのE6およびE7タンパク質の断片を含む。これは、例えばかかるアッセイにおける野生型E6タンパク質および野生型E7タンパク質のいずれかと比べて形質転換活性が失われることにより測定可能である通り、腫瘍形成能を排除することが期待される。
他の研究者らは、遺伝子がシャッフルされたHPV16 E6およびE7の変異体は実際にその発癌性を失ったと報告し(Oehlschlaeger et al.,2006,Vaccine24:2880−93;Henken et al.,2012,Vaccine 30:4259−66)、遺伝子シャッフリングがHPV16 E6およびE7タンパク質の野生型機能を破壊することを実証した。実施例2において、本発明者らは、本発明者らのHPV16に関するデザイナーコンストラクトがそのE6およびE7活性を失っていることを示した。
腫瘍化特性の欠如を評価するため、本発明者らは、HPV18 E6E7SHコンストラクトが(例えば、Massimi and Banks,2005,Methods Mol Med 119:381−395で記載されるよう)NIH 3T3細胞上の軟寒天中での増殖能を与える能力を評価した。NIH3T3細胞への野生型HPV18 E7を発現するプラスミドのトランスフェクションでは、常にコロニーが形成された。HPV16 E6で得られた結果と同様に、野生型HPV18 E6単独の発現によってはバックグラウンドを超えるコロニー形成は生じなかった。本発明者らのHPV18 E6E7SHコンストラクトのトランスフェクションは、4つの独立実験において軟寒天中での細胞のコロニーの増殖をもたらさず(図16)、本発明のポリペプチドHPV18 E6E7SHをコードする核酸がE7に関連した形質転換能力を失っていることを示した。
E6およびE7の腫瘍形成能は、それぞれ細胞タンパク質のp53およびpRbのレベルを低下させるそれらの能力に関連している。本発明のポリペプチドHPV18 E6E7SHをコードする核酸が分子レベルで野生型E6およびE7に関連した生物学的活性を有さないことを示すため、p53およびpRb分解アッセイを実施した。つまり、HPV18 E6wtおよび本発明者らのHPV18 E6E7SHコンストラクトを、p53分解アッセイにおいて、内因性p53が欠如したNCI−H1299細胞内で発現させた。pRb分解アッセイにおいては、HPV18 E7wtおよびHPV18 E6E7SHコンストラクトをpRbヌルSaos−2細胞内で発現させた。図17で分かるように、p53と(HPV18 E6E7SHとでなく)HPV18 E6wtとの同時発現は、p53レベルの低下をもたらす(パネルAおよびB)。同様に、パネル17C、Dは、pRbと(HPV18 E6E7SHとでなく)HPV18 E7wtとの同時発現がpRBレベルの低下をもたらすことを示す。これらのデータは、本発明のHPV18デザイナーポリペプチドをコードする核酸が軟寒天中でのコロニー形成能を全く有さず、また野生型HPV18 E6およびE7ポリペプチドの主な生物学的活性、すなわち、それぞれp53およびpRbを不活化する活性を有さないことを示している。
本発明のポリペプチドをコードする核酸コンストラクトの安全性をさらに実証するため、本発明者らは、HPV媒介性形質転換に対する天然標的細胞に非常に類似した、新生児包皮(HEKn細胞)由来の一次ヒト生殖器ケラチノサイトを用いた。一次ヒトケラチノサイトの不死化は、E6およびE7野生型双方の作用を必要とする(Munger et al.,1989,J Virol 63:4417−21)。このアッセイは、おそらくは本発明者らのコンストラクトの安全性を実証するための生理学的に最も関連性のあるインビトロアッセイである(Massimi and Banks,2005,Methods Mol Med 119:381−395)。HPV18由来の野生型E6およびE7(E6E7wt)を発現するレンチウイルスを形質導入した細胞は、それらの寿命が非形質導入対照細胞と比べて延長し(図18)、かつテロメラーゼの触媒サブユニットであるhTERTが活性化した(データは示さず)ことによって示されるように、一次ケラチノサイトにおける不死化を誘導する。本発明のHPV18デザイナーポリペプチド(HPV18 E6E7SH)の発現では、GFPが形質導入されたケラチノサイトまたは形質導入されないケラチノサイトと比べて寿命を延ばすことができない。2つの追加した独立ドナーにおいて同様の結果が得られた(データは示さず)。まとめると、これらのデータは、本発明者らのコンストラクトが、高度に生理学的なモデルと考えられる、一次ヒトケラチノサイトにおける不死化を誘導する能力を失っていることを示す。
HPV18 E6およびE7の同等の断片を異なる順序で組み換えた別のコンストラクトもまた、一次ヒト包皮ケラチノサイトを不死化することができなかった。しかし、HPV16の代替E6E7配列を用いた結果と同様に(実施例2を参照)、その代替HPV18コンストラクトでは寿命の延びが認められた。これは、この分野では一部予測不能であることを示し、また、この安全性に関連した態様における本発明の選択されたデザイナー分子の優位性を示している。
本実施例における実験は、本発明によるポリペプチドをコードする核酸の形質転換活性の欠如と、それ故にHPV18 E6およびE7 wtコンストラクトよりも著しく改善された安全性に関する強力な証拠を同時に提供する。
実施例9.HPV18 E6E7SHデザイナーコンストラクトに対する免疫応答
本発明者らは、実施例7に記載のようなDNAベクターおよびアデノウイルスベクターを調製した。ワクチンに誘導される免疫原性を評価するため、CB6F1マウスを、HPV18 E6E7SHもしくはE2E6E7SHを発現するアデノベクター(Ad35)で、または対照として導入遺伝子をコードしないアデノベクター(エンプティ)で免疫した。プライム免疫の2週後、マウスをサクリファイスし、単離した脾細胞をHPV18 E6の15merペプチドプールで一晩刺激した。E6特異的免疫応答を、細胞内サイトカイン染色により分析した。別個の実験において、CB6F1マウスを、HPV18 E2E6E7SHを発現するアデノベクター(Ad35もしくはAd26)で、または対照として導入遺伝子をコードしないアデノベクター(エンプティ)で免疫した。
図19Aは、ICS分析による測定で、マウスのAd35.HPV18−E6E7SHによる免疫がE6に特異的な免疫応答を誘導することを示している。さらに、図19Aの結果は、トランスフェクション時に観察された当該E2E6E7変異体の発現がより低かったにもかかわらず(図15)、デザイナーコンストラクトのN末端へのE2の融合が免疫原性を減少させないことを示している。図19Bは、マウスのAd35.HPV18−E6E7SHまたはAd26.HPV18−E2E6E7SHによる免疫が、IFNγ産生HPV18−E6特異的CD8 T細胞を同程度の割合で誘導することを示している。
本発明のペプチドに対する細胞免疫応答は、異なるタイプのアデノウイルスベクターを用いて誘導され得る。図19Bに示す実験では、マウスを、HPV18 E2E6E7SHを発現するAd26またはAd35アデノウイルスベクターで免疫した。データは、これらのアデノウイルスベクターがHPV18 E6特異的T細胞を同程度に誘導したことを示している。
実施例10.HPV16およびHPV18デザイナーコンストラクトを発現するアデノベクターの組み合わせ。
異なるHPV型に応じたデザイナーコンストラクトの組み合わせは、異なるHPV型を治療するワクチンを作製する可能性を提供する。異なるデザイナー配列を発現するアデノウイルスベクターの免疫応答誘導能力を評価するために、マウスを、HPV16 E2E6E7SH(配列番号3で示されるアミノ酸配列を含むタンパク質をコードする)を発現するアデノベクター(Ad26)、およびHPV18 E2E6E7SH(配列番号22で示されるアミノ酸配列を含むタンパク質をコードする)を発現するAd26を、それぞれ1×1010vpの用量で、または、導入遺伝子をコードしないアデノベクター(エンプティ)を筋肉内注射することによって免疫した。免疫付与の4週後、同じ抗原を発現するAd35ベクターによる免疫により免疫応答を増大させた。ブースト免疫の2週後に免疫応答を測定した。細胞をHPV18のE6またはHPV16のE7に対応するペプチドプールで一晩刺激し、応答をIFNγ ELISPOTで測定した。データを図20に示す。
データは、HPV16 E2E6E7SHおよびHPV18 E2E6E7SHを発現するAd26/35ベクターでのマウスの免疫により、両方(すなわち、HPV16およびHPV18)のデザイナータンパク質に対する細胞免疫応答が生じたことを示す。
同様の免疫付与スケジュール(Ad26プライムおよびAd35ブースト)による独立した実験において、本発明者らは、HPV16 E2E6E7SHを発現するAdおよびHPV18 E2E6E7SHを発現するAdが一緒に誘導する免疫応答を、HPV16 E2E6E7SHを発現するAd単独で、またはHPV18 E2E6E7SHを発現するAd単独での免疫によりマウスに誘導する免疫応答と比較した。免疫応答はブースト免疫の2週後に測定し、細胞をHPV16およびHPV18のE2、E6またはE7に対応するペプチドプールで一晩刺激し、応答をIFNγ ELISPOTおよび細胞内サイトカイン染色で測定した。HPV16 E2E6E7SHを発現するAdおよびHPV18 E2E6E7SHを発現するAdの単一組成物での同時投与により、個々のワクチン成分のみで免疫された動物と比較して、全体的にCD4およびCD8応答幅がより小さいという結果がもたらされたにもかかわらず、同時投与は、同様の幅の免疫応答を誘導した(データは示さず)。
したがって、本発明のコンストラクトを発現するHPV16 E2E6E7SHおよびHPV18 E2E6E7SHの同時投与により、HPV16およびHPV18両方に対する細胞免疫応答を誘導することができる。
実施例11.アカゲザル(rhesus macaques)における組み合わせデザイナーコンストラクトの免疫原性。
本発明のデザイナー配列を発現するアデノウイルスベクターが非ヒト霊長類における免疫応答を誘導する能力を評価するため、前の例のような2つの別個のアデノベクター、すなわち、共にHPV16およびHPV18 E2E6E7SHを発現するAd26ベクターの混合物を各ベクター当たり1×1011vpの用量で、または導入遺伝子をコードしないアデノベクター(エンプティ)を、筋肉内注射することにより、アカゲザル(rhesus macaques)を免疫した。免疫付与の8週後、動物は同じ抗原を発現するAd26ベクターによりブースト免疫を受けた。16週後、動物は、同じ抗原を発現するAd35ベクターの注射をさらに1回受けた。血液試料は数回の時点で採取し、単離した白血球をHPV16およびHPV18両方のE2、E6またはE7に対応するペプチドプールで一晩刺激した。特異的応答をIFNγ ELISPOTにより測定した。データを図21に示す。さらにプライム免疫の10週後および18週後、本発明のHPV18デザイナー分子における新規な接合に及ぶペプチドに特異的な細胞免疫応答を評価した。このような接合ペプチドに対するIFNγ応答の誘導は、全ての動物で、1×10PBMC当たり<50SFUの検出限界未満であった(データは示さず)。
データは、共にHPV16 E2E6E7SHおよびHPV18 E2E6E7SHを発現するAd26ベクターの組み合わせでの非ヒト霊長類の免疫により、コードされた導入遺伝子中に存在するいくつかのHPVタンパク質に対する細胞免疫応答が生じたことを示す。応答はAd26ベクターによる追加免疫により増進され得た。対応するAd35ベクターでの16週目での追加ブースト免疫により、免疫応答がさらに増強された。
実施例12.マウス腫瘍モデルにおける組み合わせコンストラクトの治療効果。
HPV16 E6およびE7に対応する本発明のポリペプチドは、TC−1モデルにおいて治療効果を導く、マウスにおける細胞免疫応答を誘導することができる(実施例5に示される通り)。共にHPV16およびHPV18の両デザイナータンパク質を発現するアデノウイルスベクターの組み合わせの治療効果を、この同じモデルにおいて試験した。ワクチンの不在下では、腫瘍は急速に増殖し、30日以内に1000mmの所定のサイズに達し、この時点において倫理的理由でマウスをサクリファイスした。
この実験では、0日目に、C57BL/6マウスに5×10個のTC−1細胞を皮下注射した。6日後、腫瘍が触知可能になったとき、マウスをAd26.HPV16−E2E6E7SH、またはAd26.HPV16−E2E6E7SHおよびAd26.HPV18−E2E6E7SHの混合物で免疫した。全てのマウスはまた、対応するAd35ベクターによって20日目にブースト免疫を受けた。HPV16 E2E6E7SHを発現するアデノウイルスベクターによるプライムブースト免疫は、マウスの生存を有意に延長することが観察された(図22)。HPV16 E2E6E7SHおよびHPV18 E2E6E7SHの両方を一緒に発現するアデノウイルスベクターの組み合わせを用いて、同様の平均生存時間を観察した。組み合わせワクチンを受けたマウスのグループ中、3匹の動物には90日間のモニタリング期間終了時に腫瘍がなかった。
他の実験の結果は、HPV16 E2E6E7SHおよびHPV18 E2E6E7SHを一緒に発現するアデノウイルスベクターでのプライム−ブースト免疫がまた、プライム免疫をより早期に(例えば、マウスにTC−1細胞を皮下注射した4日後)投与した場合、マウスの生存を有意に延長することを示した(データは示さず)。
結論として、本発明のHPV16およびHPV18に特異的なデザイナーポリペプチドを一緒に発現するアデノウイルスベクターの組み合わせによる免疫により、HPV16誘発癌に対する十分に確立されたチャレンジモデルにおいて、腫瘍増殖が有意に抑制されるかまたは定着腫瘍が完全に根絶された。
実施例13:HPV16E2E6E7およびHPV18E2E6E7のためのMVAベクター(MVA−BN mBN411)の構築
本実施例では、本発明者らは、HPV16 E2E6E7およびHPV18 E2E6E7を含むMVA−BNベクターを生成した。E2の有無にかかわらず、またコードされたポリペプチドの免疫原性を増強する追加の配列の有無にかかわらず、MVA−BNベクターを用いてE6E7を発現させることができると理解されている。
本発明者らは、ポリペプチドHPV16 E2E6E7(配列番号3)をコードする新規の核酸(配列番号24)、およびポリペプチドHPV18 E2E6E7(配列番号22)をコードする新規の核酸(配列番号25)を設計した。新規の核酸は、ヒトの発現および互いの間の最小の相同性のために設計された。核酸配列はGeneartで合成した。
PrMVA13.5ロングプロモーター(配列番号26)は、HPV16 E2E6E7のATG開始コドンの前に含まれ、2つの停止コドン(5’TGA TGA3’)はコード配列の終端に付加された。PrHybプロモーター(配列番号27)は、HPV18 E2E6E7のATG開始コドンの前に含まれ、2つの停止コドン(5’TGA TGA3’)はコード配列の終端に付加された。初期終結シグナル(5’TTTTTAT3’)は両核酸配列のそれぞれの終止コドンの後に挿入された。
遺伝子が、SacIIおよびNheIにより、IGR88/89 MVA−BN相同領域をコードするトランスファーベクターであるpBNX202へ挿入され、したがって、相同組換えによるMVA−BNのIGR88/89の挿入部位への挿入を可能にする。さらに、pBNX202は、正の選択のためのmRFP1およびecogpt、ならびに選択圧の非存在下での相同組換えによる選択カセットの後の切除のためのIGR88/89 MVA−BN相同領域Flank2の反復配列をコードする。
MVAベースのベクターを、初代ニワトリ線維芽細胞(CEF)において生成し、本明細書中に記載されるように産生した。
CEF細胞を毎週ニワトリ胚から単離し、FBSを含まないVP−SFM培地中で維持した。
簡潔に記すと、CEF細胞に、製造業者(Promega)によって提供される説明書に従ってFugeneを使用して、MVAベクタープラスミドをトランスフェクトし、MVA−BNによる同時感染を行った。2日後に細胞を収集し、超音波処理し、さらにプラーク精製を行った。ウイルスをプラーク精製し、マルチウェル24組織培養プレートの単一ウェルまたはマルチウェル96組織培養プレートの単一ウェルでそれぞれ培養したCEF細胞で増幅した。マルチウェル6組織プレートの単一ウェルと、その後のT175組織培養フラスコ内で培養したCEF細胞内でさらなる増幅を実施した。
ウイルスmBN 411Aを生成するために、11継代を生成し、そのうちの3継代は、ミコフェノール酸/キサンチンおよびヒポキサンチンを含むVP−SFM培地におけるプラーク精製であった。mBN411Bを生成するために、17継代を生成し、そのうちの6継代は、相同組換えによる選択カセットの切除を可能にするための選択圧なしのVP−SFM培地中でのプラーク精製であった。
したがって、MVA mBN 411ウイルスは、そのIGR88/89領域に、PrMVA13.5ロングプロモーター(配列番号26)の制御下、デザイナーポリペプチドHPV16 E2E6E7SH(配列3)をコードする核酸、およびPrHybプロモーター(配列番号27)の制御下、デザイナーポリペプチドHPV18 E2E6E7SH(配列22)をコードする核酸を含むMVA−BNである。その後の実験において、MVA mBN411ウイルスを、デザイナーポリペプチドをコードするアデノウイルスベクターを用いるプライム−ブーストレジメンにおいて使用した。
実施例14.Ad26プライムおよびMVAブースト免疫におけるHPV16およびHPV18デザイナーコンストラクトのマウスにおける免疫原性
アデノベクター(Ad26)によるプライム免疫および変異ワクシニアアンカラウイルス(MVA)によるブースト免疫によって誘導されるHPV16およびHPV18特異的免疫応答を評価した。プライミング免疫として、マウスに、HPV16 E2E6E7SH(配列番号3に示されるアミノ酸配列を含むタンパク質をコードする)を発現するアデノベクター(Ad26)、およびHPV18 E2E6E7SH(配列番号22で示されるアミノ酸配列を含むタンパク質をコードする)を発現するAd26を、各ベクター当たり1×1010vpの用量で、または、対照として導入遺伝子をコードしないアデノベクター(エンプティ)を筋肉内注射することによってワクチン接種した。プライム免疫の8週間後、動物を、プライム免疫中と同じ抗原を発現するMVAでブースト免疫し(MVA BN mBN 411A、8.9×10TCID50/マウスの用量で)、一方、別の群のマウスを、プラーム免疫中と同じ抗原を発現するAd35ベクターでブースト免疫した。対照動物は、導入遺伝子を発現しないMVAベクター(対照)でブースト免疫した。
ブースト免疫の2週後に免疫応答を測定した。細胞をHPV16またはHPV18のE2、E6またはE7に対応するペプチドプールで一晩刺激し、応答をIFNγ ELISPOTで測定した。データを図23に示す。
データは、HPV16 E2E6E7SHおよびHPV18 E2E6E7SHを発現するAd26/35ベクターまたはAd26/MVAベクターでのマウスの免疫により、両方(すなわち、HPV16およびHPV18)のデザイナータンパク質に対する細胞免疫応答が生じたことを示す。全体応答は、HPV16 E2E6E7SHおよびHPV18 E2E6E7SHを発現するMVAでブースト免疫した動物において最も高かった。
実施例15.Ad26プライムおよびMVAブースト免疫におけるHPV16およびHPV18デザイナーコンストラクトのアカゲザル(rhesus macaques)における免疫原性
本発明者らは、非ヒト霊長類において免疫応答を誘導する本発明のデザイナー配列を発現するアデノウイルスベクターおよびMVAベクターの能力を評価した。アカゲザル(rhesus macaques)(非ヒト霊長類、NHP)を、実施例11におけるように、2つの別々のアデノベクター、すなわち、HPV16E2E6E7SHを発現するAd26およびHPV18E2E6E7SHを発現するAd26の混合物を、各アデノウイルスベクター当たり1×1011vpの用量で筋肉内注射することによってプライム免疫した。プライム免疫の8週間後、動物をMVA−BN(mBN 411A、これらの同じ抗原を発現するベクター、約1.80×10TCID50/NHPの用量で)でブーストした。
血液試料は数回の時点で採取し、単離した白血球をHPV16およびHPV18両方のE2、E6またはE7に対応するペプチドプールで一晩刺激した。特異的応答をIFNγ ELISPOTにより測定した。データを図24に示す。
データは、HPV16 E2E6E7SHおよびHPV18 E2E6E7SHを発現するAd/MVAを用いたアカゲザル(Rhesus macaques)の免疫化が、設計された抗原に対する細胞性免疫応答をもたらしたことを示している。さらに、誘導された細胞応答はワクチンベクターによって発現される6つの異なるHPV16およびHPV18抗原のうちの3〜5に対する応答と共に、MVAブースティングによって拡大されるようである。
実施例16.Ad26プライムおよびMVAブースト免疫におけるHPV16およびHPV18デザイナーコンストラクトのマウスにおける治療効果
アデノウイルスベクターおよびHPV16およびHPV18デザイナータンパク質を発現するMVAによるプライムブースト免疫の治療効果を、実施例12に記載のものと同じTC−1モデルにおいて試験した。腫瘍増殖を経時的に追跡し、腫瘍体積が1000mmを超えた時点で、倫理的理由から動物をサクリファイスした。
実験計画は以下の通りである:
治療群。プライミング当日、腫瘍は最低50%の動物で触知可能であった。(HPV16−TxおよびHPV18−Txは、それぞれ配列番号3および20を有するポリペプチドをコードする本発明のコンストラクトの表示である)。
血液を、TC−1腫瘍細胞接種の前、19日目(すなわち、ブースト投与の1日前)および34日目(すなわち、ブースト投与の2週間後)に採取し、数匹のマウスにおいて、TC−1腫瘍細胞接種の90日後にも血液を採取した。
この実験では、0日目に、C57BL/6マウスに5×10個のTC−1細胞を皮下注射した。6日後、腫瘍が触知可能になったとき、マウスをAd26.HPV16−E2E6E7SHおよびAd26.HPV18−E2E6E7SHの混合物で免疫した。マウスは20日目に、Ad26.HPV16−E2E6E7SHおよびAd26.HPV18−E2E6E7SH、またはMVA−BN−HPV16/18−Txによるブースト免疫を受けた。対照マウスには導入遺伝子をコードしないAd26でプライミングし、導入遺伝子をコードしないMVAでブースト免疫した。E2E6E7SHをコードするAd26/Ad35、またはHPV16/18 E2E6E7SHをコードするMVA−BNで免疫した動物は、生存期間の延長および平均生存期間が同等であり、両方の群において、1匹のマウスが90日のモニタリング期間の終わりに生存しており、腫瘍がなかった。データを図25に示す。
明細書中の例は単なる例示とみなされ、本発明の真の範囲と精神は以下の特許請求の範囲によって示される。
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Claims (19)

  1. ワクチン組み合わせであって、
    a)配列番号1のアミノ酸配列を含む第1のポリペプチドをコードする第1の核酸、および配列番号20のアミノ酸配列を含む第2のポリペプチドをコードする第2の核酸を共に含む、免疫学的有効量の1つ以上の組換えアデノウイルスベクターを、薬学的に許容される担体と共に含む第1のワクチン;ならびに
    b)配列番号1のアミノ酸配列を含む第3のポリペプチドをコードする第3の核酸、および配列番号20のアミノ酸配列を含む第4のポリペプチドをコードする第4の核酸を含む、免疫学的有効量の組換え変異ワクシニアアンカラ(MVA)ベクターを、薬学的に許容される担体と共に含む第2のワクチン
    を含み、前記MVAベクターはMVA−BNまたはその誘導体を含む、ワクチン組み合わせ。
  2. 前記第1のワクチンおよび前記第2のワクチンはそれぞれ、配列番号28のアミノ酸配列を含む第5のポリペプチドをコードする核酸、および配列番号31のアミノ酸配列を含む第6のポリペプチドをコードする核酸をさらに含む、請求項1に記載のワクチン組み合わせ。
  3. 前記第1のポリペプチドおよび前記第3のポリペプチドはそれぞれ配列番号28のアミノ酸配列をさらに含み、前記第2のポリペプチドおよび前記第4のポリペプチドはそれぞれ配列番号31のアミノ酸配列をさらに含む、請求項1〜2のいずれか一項に記載のワクチン組み合わせ。
  4. 前記第1の核酸および前記第3の核酸はそれぞれ配列番号3のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードし、前記第2の核酸および前記第4の核酸はそれぞれ、配列番号22のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする、請求項1に記載のワクチン組み合わせ。
  5. 前記第1の核酸および前記第3の核酸はそれぞれ、配列番号2のポリヌクレオチド配列に対して少なくとも90%の配列同一性を有し、前記第2の核酸および前記第4の核酸はそれぞれ、配列番号21のポリヌクレオチド配列に対して少なくとも90%の配列同一性を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のワクチン組み合わせ。
  6. 前記第1の核酸および前記第3の核酸はそれぞれ、配列番号4または配列番号24のポリヌクレオチド配列に対して少なくとも90%の配列同一性を有し、前記第2の核酸および前記第4の核酸はそれぞれ、配列番号23または配列番号25のポリヌクレオチド配列に対して少なくとも90%の配列同一性を有する、請求項4に記載のワクチン組み合わせ。
  7. 前記組換えアデノウイルスベクターはrAd26である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のワクチン組み合わせ。
  8. 前記第1のワクチンは、前記第1の核酸を含む第1の組換えアデノウイルスベクター、および前記第2の核酸を含む第2の組換えアデノウイルスを含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載のワクチン組み合わせ。
  9. (a)配列番号1のアミノ酸配列を含むポリペプチドおよび配列番号3のアミノ酸配列を含むポリペプチドの少なくとも1つをコードする第1の核酸、ならびに(b)配列番号20のアミノ酸配列を含むポリペプチドおよび配列番号22のアミノ酸配列を含むポリペプチドの少なくとも1つをコードする第2の核酸を含む組換え変異ワクシニアアンカラ(MVA)ベクターであって、
    前記MVAベクターは、MVA−BNまたはその誘導体である、組換え変異ワクシニアアンカラ(MVA)ベクター。
  10. 前記第1の核酸は、配列番号1のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードし、前記第2の核酸は、配列番号20のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする、請求項9に記載の組換え変異ワクシニアアンカラ(MVA)ベクター。
  11. 前記第1の核酸は、配列番号3のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードし、前記第2の核酸は、配列番号22のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする、請求項9に記載の組換えMVAベクター。
  12. 前記第1の核酸は、配列番号2のポリヌクレオチド配列に対して少なくとも90%の配列同一性を有し、前記第2の核酸は、配列番号21のポリヌクレオチド配列に対して少なくとも90%の配列同一性を有する、請求項10に記載の組換えMVAベクター。
  13. 前記第1の核酸は、配列番号4または配列番号24のポリヌクレオチド配列に対して少なくとも90%の配列同一性を有し、前記第2の核酸は、配列番号23または配列番号25のポリヌクレオチド配列に対して少なくとも90%の配列同一性を有する、請求項11に記載の組換えMVAベクター。
  14. 配列番号1、配列番号3、配列番号20および配列番号22のアミノ酸配列を含むポリペプチドからなる群から選択される少なくとも1つのポリペプチドをコードする少なくとも1つの核酸を含む組換えMVAベクターであって、前記少なくとも1つの核酸は、配列番号26および配列番号27のポリヌクレオチド配列の少なくとも1つを含むプロモーターに作動可能に連結している、組換えMVAベクター。
  15. 請求項9〜14のいずれか一項に記載の組換えMVAベクター、および薬学的に許容される担体を含む、ワクチン。
  16. その治療を必要としている対象における持続性ヒトパピローマウイルス(Human Papilloma Virus)(HPV)感染、外陰上皮内腫瘍(VIN)、子宮頸部上皮内腫瘍(CIN)、腟上皮内腫瘍(VaIN)、肛門上皮内腫瘍(AIN)、子宮頸癌(子宮頸部扁平上皮癌(SCC)など)、中咽頭癌、陰茎癌、膣癌または肛門癌を治療する方法であって、請求項1〜15のいずれか一項に記載のベクター、ワクチンまたはワクチン組み合わせを前記対象に投与する工程を含む、方法。
  17. それを必要としている対象におけるヒトパピローマウイルス(Human Papilloma Virus)(HPV)に対する免疫応答を誘導する方法であって、
    (a)免疫学的有効量の
    (i)配列番号1のアミノ酸配列を含む第1のポリペプチドをコードする第1の核酸、および配列番号20を含む第2のポリペプチドをコードする第2の核酸を含む組換えアデノウイルスベクター、または
    (ii)配列番号1のアミノ酸配列を含む第1のポリペプチドをコードする第1の核酸を含む第1の組換えアデノウイルスベクター、および配列番号20のアミノ酸配列を含む第2のポリペプチドをコードする第2の核酸を含む第2の組換えアデノウイルスベクター
    を、薬学的に許容される担体と共に含む第1のワクチンを前記対象に投与する工程;ならびに
    (b)免疫学的有効量の、配列番号1のアミノ酸配列を含む第3のポリペプチドをコードする第3の核酸、および配列番号20のアミノ酸配列を含む第4のポリペプチドをコードする第4の核酸を含む組換え変異ワクシニアアンカラ(MVA)ベクターを、薬学的に許容される担体と共に含む第2のワクチンを前記対象に投与する工程を含み、
    前記第1のワクチンはプライミングワクチンとして前記対象に投与され、前記第2のワクチンはブースティングワクチンとして前記対象に投与される、方法。
  18. 前記第1のポリペプチドおよび前記第3のポリペプチドはそれぞれ、配列番号28のアミノ酸配列をさらに含み、前記第2のポリペプチドおよび前記第4のポリペプチドはそれぞれ、配列番号31のアミノ酸配列をさらに含む、請求項17に記載の方法。
  19. 前記第1のワクチンは、配列番号1または配列番号3のアミノ酸配列を含む前記第1のポリペプチドをコードする前記第1の核酸を含む前記第1の組換えアデノウイルスベクター、および配列番号20または配列番号22のアミノ酸配列を含む前記第2のポリペプチドをコードする前記第2の核酸を含む前記第2の組換えアデノウイルスベクターを含む、請求項17または18に記載の方法。
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