JP3355360B2 - 単離ペプチド - Google Patents
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Description
/253,503号の一部継続出願である、1995年1月17日出願
の出願番号08/373,636号の一部継続出願である。これら
の両出願は、参考文献として本出願にその内容が合体さ
れる。
にHLA−B44によって提示される単離ペプチドと、その利
用方法に関する。更に、本発明は、その異常細胞がこれ
らのペプチドとHLA分子との複合体を提示する、細胞異
常によって特徴付けられる病気であると診断される個体
を同定する能力と、前記提示されるペプチド、およびそ
の効果とに関する。
それらと反応するプロセスは複雑なものである。このシ
ステムの重要な局面は、T細胞応答である。この応答
は、T細胞が、ヒト白血球抗原(“HLA")、又は、主要
組織適合遺伝子複合体(“MHC")と称される細胞表面分
子と、ペプチドとからなる複合体を認識し、その複合体
と相互作用することを必要とする。前記ペプチドは、HL
A/MHC分子も提示する細胞によってプロセシングされる
より大きな分子に由来する。この点に関しては、メール
(Male)他,Advanced Immunology(J.P.LipincottCompa
ny,1987),特にその6−10章を参照。T細胞とHLA/ペ
プチド複合体の相互作用は制限されたものである。即
ち、HLA分子とペプチドとの特定の組み合わせに対して
特異的なT細胞が必要とされる。もし特異的なT細胞が
存在しなければ、たとえそのパートナー複合体が存在し
ていてもT細胞応答は起こらない。同様に、T細胞が存
在していても、それに特異的な複合体が存在しなければ
応答は起こらない。このメカニズムは、異物に対する免
疫系の応答、自己免疫疾患、および細胞異常に対する応
答に関与している。最近、タンパク質がHLA結合ペプチ
ドへとプロセシングされるメカニズムに関して多くの研
究がなされてきている。この事については、バリナガ
(Barinaga),Science 257:880(1992);フリーモント
(Fremont)他,Science 257:919(1992);マツムラ(M
atsumura)他,Science 257:927(1992);ラトロン(La
tron)他,Science 257:964(1992)を参照。
係している。たとえば、1992年5月22日出願、1992年11
月26日公表で、参考文献として本出願にその内容を合体
させるPCT出願PCT/US92/04354には、一つの遺伝子ファ
ミリーが開示されておりそれらはプロセシングされてペ
プチドとなり、次に細胞表面に発現され、特異的なCTL
によって腫瘍細胞の溶解を引き起こすことができる。こ
れら遺伝子は、「腫瘍拒絶抗原前駆体」即ち“TRAP"分
子をコードするものであると言われ、これら分子に由来
するペプチドは、「腫瘍拒絶抗原」即ち“TRA"と称され
る。このファミリーの遺伝子の詳細に関してはトラヴァ
ーサリ(Traversari)他、Immunogenetics35:145(199
2);ファン・デア・ブルッゲン(van der Bruggen)
他,Science 254:1643(1991)を参照。又、参考文献と
して本出願にその内容を合体させる米国特許第5,342,77
4号も参照。
国特許第5,405,940号に於いて、HLA−A1分子に結合する
ノナペプチドが教示されている。前記参考文献は、特定
のHLA分子に対する特定のペプチドの特異性が判明すれ
ば、ある特定のペプチドは一つのHLA分子に対して結合
するが、他のHLA分子に対しては結合しないであろうと
推測される、ということを教示している。これは重要な
ことである。なぜなら、異なる個体は異なるHLA表現型
を有するからである。そのため、ある特定のペプチド
が、ある特定のHLA分子に対するパートナーであると同
定されたことが、診断上および治療上の効果を有してい
るとしても、その効果はその特定のHLA表現型を有する
個体に対してしか適切ではないのである。細胞異常は一
つの特定のHLA表現型に限られるものではないため、ま
た、標的化療法(targeted therapy)には、問題の異常
細胞の表現型に関する相当な知識が必要とされるため、
この分野に於いて更なる研究を行う必要がある。
ルアラニン、即ち“DOPA"に変換する反応を触媒し、メ
ラノサイトに選択的に発現されるように思われる(ミュ
ラー(Muller)他,EMBO J 7:2751(1988))。前記ヒト
酵素に対するcDNAの初期の報告は、クウォン(Kwon)米
国特許第4,898,814号に見られる。ボウチャード(Bouch
ard)他,J.Exp.Med.169:2029(1989)によるそれより後
の報告では、わずかに異なる配列を示している。それが
色素異常症に関連付けられていることから、この酵素に
対する阻害剤を同定することに多大な労力が投じられて
きた。この文献のいくつかの具体例としてジンボウ(Ji
nbow),WO9116302;ミシマ(Mishima)他,米国特許第5,
077,059号、およびナツァローパー(Nazzaropor)米国
特許第4,818,768号がある。当業者には、類似の物質を
教示するその他の参考文献も周知であろう。
内容を合体させる米国特許出願第08/081,673号は、チロ
シナーゼが、外来性の抗原又はTRAP分子と同様に処理さ
れ得ることを教示している。即ち、メラノーマ等のある
種の細胞異常に於いて、チロシナーゼがプロセシングさ
れ、それに由来するペプチドがある種の異常細胞上に於
いてHLA分子と複合体を形成することが判明したのであ
る。これら複合体は、細胞溶解性T細胞(“CTL")によ
って認識され、その後、CTLが提示細胞を溶解すること
が判った。この驚くべき意外な現象の効果が記載され
た。現在、同様にHLA−A2分子によって提示される腫瘍
拒絶抗原として作用する別のペプチドが発見されてい
る。これらは、1994年2月28日出願で参考文献として本
出願にその内容を合体させる出願番号第08/203,054号に
記載されている。
容を合体させる米国特許出願第08/233,305号は、チロシ
ナーゼは、また、プロセシングされてHLA−B44分子によ
って提示される抗原にもなるということを開示した。こ
の知見は重要であった。というのは、すべての個体がHL
A−A2+というわけではないからである。しかしながら、
チロシナーゼがHLA−B44提示ペプチドへとプロセシング
されるという知見によって、すべてのHLA−B44+腫瘍の
診断および治療に対する普遍的なアプローチが提供され
るわけではない。なぜならば、チロシナーゼ発現は普遍
的ではないからである。更に、チロシナーゼが腫瘍細胞
のみならず正常細胞によっても発現されるという事実
は、同治療領域に於いてかなりの注意が必要であること
を示唆するものである。
年6月)は、HLA−B44結合ペプチドを開示し、これにつ
いては後に詳述される。このカンナ(Khanna)のペプチ
ドは、本出願で請求されているペプチドとは関係してい
ない。
(1993)は、HLA−B44に結合し、溶解を引き起こすとい
われる20アミノ酸ペプチドを教示している。
994)は、HLA−B44に結合することが判った二つのペプ
チドのアラインメントについて議論し、普遍的な結合モ
チーフを示唆している。このソルペ(Thorpe)の開示
は、位置2に於ける負に荷電したアミノ酸と、位置9に
おける疎水性であるか、又は正に荷電したアミノ酸とに
ついて言及している。
s 44:311−317(1994)は、HLA−B44結合ペプチドの概
観を含んでいる。
る少なくとも一つの腫瘍拒絶抗原へとプロセシングされ
る腫瘍拒絶抗原前駆体を発現することが判った。このペ
プチドは、同様にMAGE−3由来で、HLA−A1に結合する
ことが知られているペプチドとは、N末端の一つの追加
アミノ酸によって区別されることが注目される。これ
が、とりわけ、下記の本発明の開示の課題である。
て入手可能であるメラノーマ細胞ラインLB33−MELを使
用した。これに由来するクローンも使用した。このクロ
ーンを、以後、LB33−MELc1と称する。
採取した。前記メラノーマ細胞ラインを、これらの単核
血液細胞含有サンプルに接触させた。これらの混合物に
ついて前記メラノーマ細胞ラインの溶解を観察した。こ
の溶解は、ペプチドと前記メラノーマによって提示され
るHLA分子とからなる複合体に対して特異的な細胞溶解
性T細胞(“CTL")がそのサンプル中に存在しているこ
とを示すものである。
の開示内容を合体させるヘリン(Herin)他,Int.J.Canc
er 39:390−396(1987)に依るクロム放出試験であっ
た。しかし、このアッセイについてここで説明してお
く。標的メラノーマ細胞を、イン・ヴィトロで成長さ
せ、次に、10mM HEPESと30%FCS(即ち、ウシ胎児血清
由来)とを追加したDMEM中に107細胞/mlで再懸濁し、20
0μCi/mlのNa(51Cr)O4とともに37℃で45分間インキュ
ベートした。標識化細胞を、10mM Hepesを追加したDME
Mで3回洗浄した。次に、これらを、10mM Hepesと10%
FCSとを追加したDMEM中に再懸濁し、その後、それぞれ1
03個の細胞を含む100μlのアリコットを、96穴マイク
ロプレートに分配した。PBLのサンプルを、同じ培地100
μl中で添加し、アッセイを二連で行った。プレート
を、100gで4分間遠心分離し、5.5%CO2雰囲気中、37℃
で4時間インキュベートした。
リコットを、収集し、カウントした。51Cr放出の百分率
を以下のように計算した。
は、200μlの培地のみの中で103個の標識化細胞をイン
キュベートすることによって測定された自発的放出量、
そしてMRは、100μlの0.3%Triton X−100を標的細
胞に添加することによって得られる最大放出量である。
限界希釈法によってクローン化し、同じ手法を使用して
再度スクリーニングした。
た。EBV−B細胞を使用した時の唯一の相違点は、DMEM
培地を、5%FCSを追加したハンクス培地(Hank's medi
um)に置換したことであった。
5が単離された。図1は、このクローンが腫瘍細胞を溶
解したが、EBV−B細胞やK562細胞は溶解しなかったこ
とを示している。
ち、LB33−CTL−159/3を単離した。これらのラインを、
それぞれ、“159/5",“159/3"と称する。この第2のCTL
は159/5とは異なる特異性を有する。このことは、以下
の2つの抗原欠損変異体の単離によって確認された。即
ち(i)159/5によって溶解され、159/3によっては溶解
されないものと、(ii)159/5によっては溶解されず、1
59/3によって溶解されるもの、である。これらの変異体
を、それぞれ、“A-"と“B-"と称する。
ect)し、第3の変異体を得たが、これは、159/5と159/
3のいずれによっても溶解されなかった。この変異体をA
-B-と称する。図2は、これらの変異体の単離を導いた
溶解アッセイの結果を要約している。
された。親ラインLB33−MELの起源である患者を、HAL−
A24,A28,B13,B44,Cw6,Cw7であるとタイプした。PCR発現
分析を行った時、LB33−MELc1とB-変異体との両方が6
つ全部の対立遺伝子を発現するのに対して、A-B-変異体
は、HLA−A28,B44およびCw7を発現しないということが
判った。その結果、これらのHLA分子の一つが、CTLによ
る溶解をもたらす抗原を提示するものであると結論され
た。下記の例に於いてこれを更に探求する。
−Cw7のいずれか一つをクローニングしたプラスミドpcD
NA−I/Amp Iでトランスフェクトした。選抜後、細胞
を、参考文献として本出願にその内容を合体させるトラ
ヴァーサリ(Traversari)他,Immunogenetics35:145−1
52(1992)に従ってTNF放出試験でテストした。その結
果を図3に要約するが、これは、HLA−B44が明らかに抗
原の提示に関連していることを示している。
源である「腫瘍拒絶抗原前駆体」即ち、“TRAP"分子と
称される分子を同定するための研究を行った。
−MELc1から単離した。前記メッセンジャーRANは、周知
の技術に従って、オリゴーdT結合キットを使用して単離
した。メッセンジャーRNAを確保した後、これを、再び
標準手法を使用してcDNAへと転写した。次に、製造業者
の指示に従って、前記cDNAを、EcoR Iアダプターに結合
させ、プラスミドpcDNA−I/AmpのEcoR I部位にクローニ
ングした。次に、これらの組換えプラスミドを、DH5α
大腸菌(E.coli)にエレクトロポーレーションした(エ
レクトロポーレーション条件:25μファラドで1パル
ス、2500V)。
(50μg/ml)で選抜し、次に、それぞれが100の細菌か
らなる複数のプールに分けた。分析によると、約50%の
プラスミドがインサートを含んでいることが示されたの
で、各プールは約50種類のcDNAを代表するものであっ
た。各プールを、飽和するまで増幅し、プラスミドDNA
を、マニアティス(Maniatis)他,Molecular Cloning:A
Laboratory Manual(Cold Spring Harbor,N.Y.,1982)
に従って、アルカリ法、酢酸カリウム沈殿およびフェノ
ール抽出によって単離した。セシウム勾配遠心法は使用
しなかった。
ェクトした。COS−7細胞のサンプルを、10%ウシ胎児
血清を追加したダルベッコ修飾イーグル培地(Dulbeco'
s modified Eagles medium)(“DMEM")中に、組織培
養平底マイクロウェルに、15,000細胞/ウェルの割合で
播種した。これらの細胞を、37℃で一晩インキュベート
し、培地を除去し、次にこれを、30μl/ウェルの、10%
Nu血清、400μg/ml DEAE−デキストラン、100μMクロ
ロキン、およびLB33由来のHLA−B44に対するcDNAを有す
るプラスミド100ngを含むDMEM培地と交換した。37℃で
4時間のインキュベーション後、前記培地を除去し、こ
れを、10%DMSOを含有するPBS50μlと交換した。この
培地を2分後に除去し、これを、10%のFCSを追加したD
MEM200μlと交換した。
ュベートした。次に、培地を捨て、10%のヒトプール血
清と25U/mlのIL−2とを含む100μlのIscove培地中に
て、2000個の159/5細胞を添加した。上清を24時間後に
除去し、TNF含量を、その開示内容を本出願に参考文献
として合体させるトラヴァーサリ(Traversari)他,Imm
unogenetics35:145−152(1992)に記載されている要領
で、WEHI細胞に対するアッセイにおいて測定した。一つ
のプールがバックグラウンド以上のTNF放出を刺激し、
これらの細菌をクローン化し、次の実験に使用した。
出し、前述したものと同じ要領で、COS細胞の新しいサ
ンプルにトランスフェクトし、これらの細胞を、再び、
159/5の刺激に関してテストした。図4Aに要約されてい
るデータによって示されているように、クローン350/2
において一つの陽性クローンが見つかった。
から容易に入手可能なヒト絨毛ガン細胞ラインJARを使
用した。この細胞ラインは、HLA分子を発現せず、ま
た、CTL159/5によって認識されない。JARをHLA−B44cDN
Aでトランスフェクトした時、それはCTL159/5によって
まだ認識されなかった。しかし、HLA−B44と350/2cDNA
とによる同時トランスフェクションによって、図4Bに示
されるように、溶解が起こった。
を、当該技術分野に於いて公知の技術に従って配列決定
した。その情報は、前記プラスミドインサートが1896塩
基対長であることを示しており、データバンクのいずれ
の配列ともホモロジーを示さなかった。このヌクレオチ
ド配列を、配列番号1として本出願に示す。
で約300塩基対の、配列番号1の断片をPCRで増幅し、pc
DNA−1Ampにクローニングし、次に前記諸例のプロトコ
ールに従って、HLA−B44をコードするプラスミドととも
に、COS細胞に同時トランスフェクトした。これらの実
験によって、配列番号1の683−955のヌクレオチド残基
に対応する領域が、抗原ペプチドをコードするものであ
ることが同定された。この領域を、カンナ(Khanna)
他,J.Exp.Med.176:169−176(7/92)によって記載され
ているペプチド、及び、1994年4月26日出願の出願番号
第08/233,305号に記載されているペプチドと比較したと
ころ、配列番号1の核酸残基782−808にコードされる、 がこれらの残基に対応している。従って、この配列に対
応するペプチドを合成して、HLA−B44+細胞ラインを感
作するのに使用した。その結果を、図5A,5Bに示すが、
これらは、EBV形質転換B細胞を使用した場合(図5A)
と、前述したB-変異体を使用した場合(図5B)の51Cr放
出試験の結果を示している。これらの細胞を、CTL159/5
を添加する前に、様々な濃度の前記ペプチドとともに、
37℃で30分間インキュベートした(エフェクター/標的
比:10:1)。100−200ng/mlのペプチド最大半減の溶解が
得られた。
した研究を記載するものである。患者LB33からの皮膚転
移由来の別の細胞ラインも得た。その一つのラインはLB
33−MEL.A−1であり、これを下記の例に使用する。
様にして使用した(ヘリン(Herin)他,前述)。血液
単核細胞(106/ウェル)を、10%のヒトプール血清、ア
スパラギン−グルタミン−アルギニン(それぞれ36mg/m
l,216mg/ml,116mg/ml)、2−メルカプトエタノール
(0.05mM)および5U/mlのヒトIL−4を追加した2mlのIs
cove培地中で、照射された腫瘍細胞(3/105細胞/ウェ
ル)によって刺激した。培養の三日目にIL−2(10U/m
l)を添加した。前記腫瘍細胞の自己CTLに対する感受性
を、前述の例1と同様にして測定した。この実験によっ
て、7つの独立した培養から82の安定した細胞溶解性T
リンパ球が得られた。これらCTLの全部がCD8+であっ
た。これらは、LB33−MEL.A−1細胞は溶解したが、K56
2又は自己の、EBV形質転換細胞は溶解しなかったという
意味に於いて、腫瘍細胞に対して特異的であった。
いう事実によって次の実験が示唆され、これは、抗原欠
損変異体を確立することによって認識される抗原を同定
するためのものであった。
B33−CTL159/3によって、前記細胞ラインのサンプル
を、4回選抜した。各ラウンドの選抜は、上述したのと
同様に、2−3x107個の粘着腫瘍細胞を類似数のCTLとと
もに2−6時間インキュベートするものであった。各ラ
ウンドに於いて、CTLを、インキュベーション後に洗い
流し、残存する粘着腫瘍細胞を、次のラウンドの選抜の
前に増幅した。
クローンが得られたが、別の自己CTLでテストした場
合、前述したCTL159/5は、204/26と202/1とを含む他のC
TLクローンと同様に、この欠損変異体を溶解することが
判った。図6、“MEL.A−1.1"と表示されたコラムを参
照されたい。同様に、これら4つのCTLクローンのうち
の一つによっては溶解されないが、他のものによっては
溶解される更なる細胞ラインが確立された。図6を参
照。このように、4種類の異なる抗原欠損変異体が同定
されたので、少なくとも4つの異なる抗原が、LB33−ME
L.A−1の表面上に提示されることが判った。従って、
図6に示すように、LB33−MEL.A−1は、抗原発現に関
して“A+B+C+D+"(CTL159/3,159/5,204/26および202/1
の全部によって溶解される)であり、MEL.A−1.1はA-B+
C+D+(159/3によっては溶解されず、他によっては溶解
される)であり、MEL.A−1.2はA+B-C+D+(159/5によっ
ては溶解されず、他によっては溶解される)であり、ME
L.A−1.3はA+B+C-D+(204/26によっては溶解されず、他
によっては溶解される)であり、そしてMEL.A−1.4はA-
B+C+D-(202/1又は159/3によっては溶解されない)と考
えられる。更に、細胞ラインMEL.A−1.1.1が単離され、
これはA-B-C+D-(204/26のみによって溶解される)であ
った。
てテストしたところ、29個の抗−A,29個の抗−B,10個の
抗−Cおよび14個の抗−Dクローンが同定され、このこ
とは提示される抗原は他にはないことを示唆している。
CTLでの選抜と同様に(即ち、A-B-C+D-ラインが得られ
た)、抗−A CTLクローン(159/3)に対しても抵抗性
を示すラインが同定された。この結果は、A-D-とA-B-C-
抗原欠損変異体が、実際に、抗原A,BおよびDが同じHLA
提示分子を共有するHLA欠損変異体であるか、もしく
は、種々のクラスI分子が抗原欠損変異体と共に欠損し
ていた、ということを示唆している。次の諸実験によっ
てこの問題を更に追求した。
−A24,A28,B13,B44,Cw6,Cw7として血清学的にタイプさ
れている。次に、前記細胞ラインによるHLAクラスI遺
伝子の発現を測定するための研究を行った。
クラスI対立遺伝子の各々の発現を評価するために、PC
RによるDNA増幅のための半定量的条件を確立した。DNA
増幅の特異性を保証するために、プライマー3'末端に於
いて必要とされる、完全なヌクレオチド一致に基づく、
ブラウニング(Browning)他,によって提案されたAmpl
ification Refractory Mutation System(ARMS)PCR法
を使用した。参考文献として本出願にその内容を合体さ
せるブラウニング(Browning)他,Proc.Natl.Acad.Sci.
USA 90:2842(1993)を参照。LB33をタイプする際に得
られた配列に基づいて、前記6つの対立遺伝子のそれぞ
れを他の5つから区別することを可能にする対立遺伝子
−特異的プライマー(5'プライマーの後に3'プライマー
を示す)を合成した。
5'−GGCCGCCTCCCACTTGC(配列番号5および6)、 A28に対しては、5'−GGAGTATTGGGACCGGAAG、および、5'
−GGCCGCCTCCCACTTGT(配列番号7および8)、 B13に対しては、5'−CGCCACGAGTCCGAGGAT、および、5'
−CCTTGCCGTCGTAGGCTA(配列番号9および10)、 B44に対しては、5'−CGCCACGAGTCCGAGGAA、および、5'
−CCTTGCCGTCGTAGGCGT(配列番号11および12)、 Cw6に対しては、5'−CCGAGTGAACCTGCGGAAA、および、5'
−GGTCGCAGCCATACATCCA(配列番号13および14)、 Cw7に対しては、5'−TACAAGCGCCAGGCACAGG、および、5'
−CTCCAGGTAGGCTCTGTC(配列番号15および16)。
の27サイクルのPCR増幅を、それぞれのセットのプライ
マーを用いて行い、DNA増幅が、観察されたリニアな範
囲にあることが判った。増幅されたDNAの量を、臭化エ
チジウムで染色したアガロースゲルで視覚的に評価し
た。これらの量を、LB3−MEL.A−1細胞からのRNAの段
階希釈物のRT−PCR増幅産物を含む標準曲線で得られた
ものと比較した。サンプルの発現は、β−アクチン遺伝
子の発現レベルを考慮することによって、RNA整合性に
関して、標準化された。その結果を、LB33−MEL.A−1
細胞による発現のレベルと比較して表わした。この研究
の結果を、下記の表1に示す。“+++”は、LB33−ME
L.A−1細胞の発現の半分以上に対応する発現を示し、
“++”は、発現がLB33−MEL.A−1の発現の1/8から1/
2であったことを示し、“+”は発現がLB33−MEL.A−1
の発現の1/8以下であったことを示し、“−”は発現が
みられなかったことを示している。
との両方が6つのHLA対立遺伝子すべてを類似のレベル
で発現した。A-変異体は、Cw7の発現に於いて約4分の
1の減少を示した。残りの抗原欠損変異体は、3つの対
立遺伝子の組の発現に於ける減少を示した。C-細胞につ
いては、HLA−A24,B13およびCw6の発現レベルの減少が
見られたのに対し、A-D-およびA-B-D-変異体は、A28,B4
4およびCw7発現の減少を示した。これは、A24−B13−Cw
6とA28−B44−Cw7が患者LB33の二つのHLAクラスIハプ
ロタイプを構成するものであり、これらのハプロタイプ
の発現の減少が、恐らく、前記免疫選抜された腫瘍細胞
による抗原発現の欠損の原因であった、ということを示
唆している。
認するために次の実験を構成した。これを行うために、
前述の要領で測定した所与のHLA遺伝子の発現を、標準
式抗体アッセイを使用して得られた結果と比較した。A2
4,A28とB13についてのみ、それらに対して特異的なマウ
ス抗体(A24用にはC7709A1;A28用には2.28MIそしてB13
用にはTU48)を使用して、テストした。抗体の結合を、
抗体とインキュベーションし、洗浄し、その後、フルオ
レセインに結合させたヤギ抗−マウスIg抗体に接触させ
ることによって判定した。次に、これらの細胞を標準技
術であるフローサイトメトリーによって分析した。
されている。下記の表2において示されたHLA発現レベ
ルは、図7に図示された平均蛍光強度に対応している。
値は、LB33−MEL.A−1細胞において見られるレベルと
比較して表わされている。
−1細胞のそれの1/8以下の範囲であると評価された場
合、つまり、HLA表面分子のレベルが検出不能である
か、かろうじて検出可能のいずれかであるという場合、
これは従って、CTLに対する抗原提示がその所与のHLA分
子によるものである可能性が低いことを示唆しているよ
うである。
LA分子を欠くという理由で抗原の発現を欠損したとする
と、抗原Aに対するクラスI提示分子は、A28又はCw7で
あり、抗原Bに対するものはB44であり、抗原Cに対す
るものはA24又はB13又はCw6であり、抗原Dに対するも
のはA28又はCw7であるように思える。
される抗原に対する提示分子を決定的に判定するために
更に研究を行った。これを行うために、特定のHLAクラ
スI分子の発現を欠損した腫瘍細胞を、古典的なリン酸
カルシウム沈殿法を使用して、前記特定クラスIcDNAを
クローニングした発現ベクターpcDNA3でトランスフェク
トした。このベクターは、neoRマーカーを含む。トラン
スフェクタントを、1.5mg/mlのG418で選抜し、これを、
前記諸例に記載したTNF試験を用いて、CTLクローンを刺
激するのに使用した。
44を有するプラスミドでのトランスフェクションによっ
てA-B-D-細胞において回復したが、HLA−A28又はHLA−C
w7を有するプラスミドでのトランスフェクションによっ
ては回復しなかった。抗原Cの発現は、HLA B13でのト
ランスフェクションによってC-細胞に於いて回復した。
4つの他の抗−C CTLクローンも、C-細胞を認識した
が、図示されたCTL179C/50を含む他の5つの抗−C CT
Lクローンは、それを認識せず、むしろ、これらのCTLは
HLA−Cw6でトランスフェクトされたC-細胞を認識した。
従って、2つのグループの抗−C CTLクローンが存在
すると結論することができる。一方は、HLA−B13によっ
て提示される抗原を認識し、他方は、HLA−Cw6によって
提示される抗原を認識する。抗原Dに関して、A-D-細胞
は、HLA−A28でのトランスフェクションによって、A-D+
に回復した。抗−A CTLによる溶解は抗−クラスIモ
ノクローナル抗体W6/32によって完全に阻害されるた
め、抗原AがHLA−クラスI分子によって提示されるも
のであることが明らかであるにも拘わらず、cDNAのいず
れ(即ち、テストされたHLA A28,B44,Cw7)も抗原Aの
発現を回復しなかった。この抗原は、非−A,B,Cクラス
I分子によって提示されるものであり、それらの2つの
対立遺伝子が患者LB33に存在しており、それらの内の1
つが、A-D-,A-B-D-細胞において、A28−B44−Cw7ハプロ
タイプと共に欠損している可能性がある。
後、抗原Caと抗原Cbと称する二つの抗原が存在すること
とする。
自己細胞ラインによって認識されるか否かの問題が追求
された。
激するのに、前述したのと同様に(ヘリン(Herin)
他)使用した。これらのリンパ球は、1990年又は1994年
に患者LB33から採取されていたものである。
LB33−MEL.B−1細胞を溶解したが、これらは、LB33−M
EL.A−1細胞は溶解しなかった。従って、LB33−MEL.B
−1ラインは、LB33−MEL.Aには見られない抗原を提示
するものである。
去に於ける実験と同様に、さらなるCD8+CTLクローンの
パネルが確立された。CTL269/1の反応性のパネルを図10
Aおよび図10Bに示す。“MEL.B−1"とは反応するが、“M
EL.A−1"とは反応しないことに注目。これによって定義
されるこの新規な抗原をLB33−Eと称する。
を阻害した。これは、図10Cに示されている。従って、
前記“E"抗原は、HLA−A24によって提示される。
シャウアー(Fleischhauer)他,Tissue Antigens 44:31
1−317(1994)は、HLA−B44結合に対するコンセンサス
モチーフを教示している。このモチーフは、9又は10の
アミノ酸のポリペプチドとして記載され、ここで、Glu
が第2位置に於いて優勢であり、Tyr又はPheが最後の位
置(位置9又は10)に存在し、Met等の疎水性残基が、
第3位置に存在している。
する、位置167−176の一続きのアミノ酸を含んでいて
る。そのアミノ酸配列は、 である。
と称される少なくとも二つの主要なサブタイプを含むこ
とが知られている。このMHC分子は、すべてのコーカソ
イドの23%に現れる。この数字をメラノーマの標準分析
と組み合わせると、コーカソイドのメラノーマ患者の15
%が、そのメラノーマ細胞の表面上にHLA−B44を提示す
るはずである、と結論される。従って、配列番号17のペ
プチド又はそれに関連する分子を、実際に、HLA−B44細
胞に同定して、MHC分子との結合後にその溶解を誘発さ
せるために利用可能であるか否かを判定することが非常
に注目される。前記諸例に於いて記載したように、配列
番号2のペプチドは、HLA−B44陽性細胞に結合すること
が示された。位置8に於いてLeuではなくAlaを有するこ
とを除いて配列番号2と類似するペプチドをデザインし
た。この新規なペプチド、即ち、 を、配列番号17とのコンペティションアッセイにおいて
テストした。このペプチドは、ここでは報告しない実験
に於いて得られた結果に鑑みて使用された。簡単に説明
すると、それぞれが配列番号2中に於いてAlaによって
占有されていない位置にAlaを有する、複数の配列番号
2の誘導体を作成した。CTLクローン159/5は、配列番号
よりも、配列番号18を含む複合体を認識するのにわずか
に良好であり、この理由から配列番号18はコンペティテ
ィブアッセイのための優れた試薬となる。コンペティシ
ョンを、ストークス(Storkus)他,J.Immunol138:1657
−1659(1987)に記載されているように、C1R細胞を使
用して行った。これらのC1R細胞は、MHCクラスI陰性
の、リンパ芽球腫細胞である。これらのC1R細胞を、上
述したのと同じ手法を使用して、HLA−B*4402あるい
はHLA−B*4403のいずれかに対するcDNAでトランスフ
ェクトした。HLA−B*4402に対するcDNAは、フライシ
ャウアー(Fleischhauer)他,Tissue Antigens 44:311
−317(1994)によって示され、HLA−B*4403に対する
cDNAは、フライシャウアー(Fleischhauer)他(1990)
New Eng.J.Med.323:1818−1822(1990)によって提供さ
れている。これら両方の文献を、参考文献として本出願
にその内容を合体させる。
6/32(ハイブリドーマ細胞の培養液の30%(v/v))の
存在下に於いて、37℃で1時間、51Crによって標識し
た。これによって、前記細胞がT細胞に対して抗原ペプ
チドを提示する能力が増大する。
プチドと共に、無血清培地中にて、20℃で30分間インキ
ュベートした。これらのペプチドは、以下のもの、 これは、上述したように、HLA−B44分子に結合する、 これはEBV遺伝子EBNA−3Aによってコードされ、HLA−
B8に結合する(バロウズ(Burrows),J.Exp Med 171:34
5−349(1990))。そして、配列番号17、とを含むもの
であった。
濃度45ng/ml(C1R−B4402+細胞)又は、160ng/ml(C1R
−B4403+細胞)にて添加した。細胞を、20℃で30分間イ
ンキュベートし、2%ウシ胎児血清を追加したIscove培
地中で2回洗浄した。CTLクローンLB33−CTL159/5を、I
scove培地と10%ヒト血清中で、E:T比20で添加した。51
Crの放出を、3時間後に測定し、これを、C1R−B*440
2細胞とC1R−B*4403細胞とに関して、図11Aおよび11B
に示す。図11に示されたデータは、コンペティションの
明らかな証拠を示している。
16およびLB822と称する2名の対象から得た。これらの
対象はガンの証拠を示さなかった。
して、前記対象から単離した。前記BMC中のTリンパ球
を、予めアミノエチルイソチウロニウムブロミド(amin
oethylisothiouronium bromide)で処理しておいたヒツ
ジ赤血球を使用してロゼット形成反応(rosetting)に
よって精製し、次に、磁性マイクロビーズに結合させた
抗−CD8モノクローナル抗体で標識した。CD+8細胞を、
磁化領域を通過させることによって分類し、その後、10
%ヒト血清、116mg/ml L−アルギニン、36mg/ml L
−アスパラギン、そして216mg/mlのL−グルタミン、0.
05M 2−メルカプトエタノールおよび10%DMSOを追加
したIscove培地中で−80℃で保存した。
にて37℃で2時間付着するように放置された。非粘着細
胞を捨て、粘着細胞を、IL−4(50U/ml)とGM−CSF(1
00ng/ml)の存在下で7日間培養した。その結果得られ
た集団を抗原提示細胞(“APC";この場合、樹状細胞又
はマクロファージ)について強化(enrich)させた。次
に、これらの細胞の5x105ないし106個を、2.5ug/mlのヒ
トβ2ミクログロブリン、および50ug/mlの配列番号17
のペプチドとを追加した400μlのIscove培地中で、37
℃で4時間、2mlのウェル内でインキュベートした。ペ
プチドをパルスした(peptide pulsed)粘着細胞を、次
に、5000ラドで照射し、洗浄した。次に、2x106個の自
己CD8+T細胞を、1000U/mlのIL−6と5ng/mlのIL−12と
を追加した培地中で添加した。
スした、粘着自己BMCで再刺激した。5x106個のBMCを、
上述したように、β2ミクログロブリンと配列番号17と
を含む400μlのIscove培地中で37℃で2時間付着する
ように放置した。すべての、ペプチドをパルスした粘着
細胞を、照射し、洗浄した。次に、反応細胞を、10U/ml
のIL−2と、5ngmlのIL−7を追加した培地中にて添加
した。
た自己BMCで再刺激した。BMCを、前述の、但し10%DMSO
を含まない追加Iscove培地中で2x107細胞/mlでインキュ
ベートした。2時間のインキュベーション(20℃)後、
ペプチドをパルスしたBMCを、照射し、洗浄し、上述し
たように、IL−2とIL−7とを加えた培地中で2x106細
胞/mlで再懸濁した。これらの刺激細胞(2x106)のサン
プルを、反応細胞を含む各ウェルに加えた。
し0.3細胞/ウェルで、50U/mlのIL2と5U/mlのIL−4と
を追加しておいた培地中で、マイクロウェルに播種し
た。次に、これらを、同種EBV形質転換B細胞(LG2−EB
V)および、ウェル当たり20,000細胞の割合で、10,000
ラドで照射した、(i)同種EBV−形質転換B細胞、(i
i)ペプチドをパルスしたHLA−B4402+細胞、又は(ii
i)ペプチドをパルスしたHLA−B4403+細胞、のいずれか
一つを添加することによって刺激した。
個の細胞の割合で15,000ラドで行われた。
刺激した。一つの相違点は、第21日目に於いては20,000
個であったのに対して、第28日目と35日目とに於いて
は、各ウェル当たりそれぞれ40,000と60,000個のEBV−
B細胞を添加したことであった。
養物のアリコットを、配列番号17によってパルスした、
および、パルスしなかったHLA−B4402+又はHLA−B4403+
標的細胞に対する溶解活性をテストするためにV字型マ
イクロウェルに移した。
を、5x104の照射された、ペプチドをパルスしたB4402+
又はB4403+細胞と、5x105の照射されたLG2−EBV−B細
胞とで、50U/mlのIL−2と5U/mlのIL−4とを加えた800
μlの培地中にて、再刺激した。
06の照射されたLG2−EBV−B細胞と共に、2x105の照射
された、ペプチドをパルスしたB4402+又はB4403+細胞に
よって再刺激した。このようにして、CTL LB 816−CT
L−340A/1とLB822−CTL−346A/1とが得られた。これら
のCTLは、それぞれ、配列番号17と、HLA−B4402+又はHL
A−B4403+のいずれかとの複合体に対して特異的であ
る。
いHLA−B4402+又はHLA−B4403+EBV形質転換B細胞を、3
7℃で1時間、モノクローナル抗体W6/32の存在下で、51
Crによって標識した。ブロドスキー(Brodsky)他,J.Im
munol 128:135(1982)。これらの細胞を洗浄し、種々
の濃度の配列番号17を使用して、無血清培地中にて、20
℃で30分間インキュベートした。例14に於いて記載した
各CTLを、同様に記載されたように、51Cr放出試験でテ
ストした。クロム放出は4時間後に測定した。
を引き起こしたことを示している。
細胞ラインを調べた。
37℃で1時間、標識した。次に、これらを、2%ウシ胎
児血清を追加したIscove培地中にて、様々な数の例14に
記載した二つのCTLクローンに添加した。放出された51C
rの量を4時間後に測定した。コントロールも、図13に
示したように使用した。尚、細胞ラインLB33−MELは、
アッセイに先だって、48時間、IFN−γ(50U/ml)とイ
ンキュベートした。
−CTL−340A/1とLB822−CTL−346A/1とは、MAGE−3を
発現する腫瘍細胞を溶解したが、前記MAGE遺伝子を発現
しないLB33−EBV B細胞は溶解しなかった。CTLクロー
ンLB822−346A/1は、MAGE−3を発現するHLA−B*4403
+腫瘍細胞ラインMZ2−MELを溶解したが、抗原欠損変異
体MZ2−MEL D-62.1は溶解しなかった。
て、CTLを刺激したか否かを判定する最後のテストとし
て、腫瘍壊死因子放出が刺激されたか否かを判定する実
験を行った。
の、ゴーグラー(Gaugler)他,J.Exp.Med 179:921/930
(1994)による、MAGE−3をコードするcDNAと、ベクタ
ーpcDNA3にクローニングされたHLA−B*4402cDNA、又
は、pcDNA1/AMPにクローニングされたHLA−B 4403cDN
Aのいずれか一方とで、トランスフェフェクトした。ア
ルッフォ(Aruffo),Proc.Natl.Acad.Sci.USA 84:3365
−3369(1987)のDEAEデキストランクロロキン法を使用
した。
トし、次に、3000CTL/ウェルを添加した。構成物を、37
℃で18時間インキュベートした。次に、上清を収集し、
TNF含量を、エスペヴィク(Espevik)他,J.Immunol.Met
h 95:99−105(1986)に従って、TNF感受性WEHI−16ク
ローン13細胞に対する細胞溶解効果をテストすることに
よって測定した。
単位で表わされている。LB33−MELとLB494 MELとを、
アッセイの前に、24時間、100U/mlのIFNγとインキュベ
ートした。腫瘍細胞ラインLB33−MEL,LB494−MEL,MZ2−
MELもテストした。これらの細胞ラインはすべて、MAGE
−3cDNAを発現し、HLA−B*4402+(LB33−MEL,LB494−
MEL)か、HLA−B*4403+(MZ2−MEL)のいずれかであ
る。従って、これらの細胞についてはトランスフェクシ
ョンは不要であった。結果はTNFが放出されたことを示
す。従って、配列番号17は、HLA−B44 MHC分子によっ
て提示されており、これらの複合体がCTL活性を引き起
こすものである、と結論される。
をコードする単離核酸分子を記載するものである。これ
らがコードするタンパク質分子は、HLA−B44分子によっ
て提示される少なくとも一つの腫瘍拒絶抗原、即ち“TR
A"、産生が導かれるように、細胞内でプロセシングされ
る。HLA−B44分子はチロシナーゼ由来のペプチドを提示
することが以前に観察されていたが、本発明の核酸分子
は、チロシナーゼをコードせず、これらTRAはチロシナ
ーゼ由来ではない。
Lによる溶解を引き起こす腫瘍拒絶抗原に関する。
溶解性T細胞応答を引き起こす。従って、前記腫瘍拒絶
抗原とHLA−B44分子との単離複合体も本発明の範囲に含
まれ、又、前述の核酸分子によってコードされる単離腫
瘍拒絶抗原前駆体も含まれる。結合特異性が与えられれ
ば、前記ペプチドを、単にHLA−B44陽性細胞を同定する
ためのみに利用することも可能である。
その内のいくつかをここに記載する。先ず、HLA−B44分
子によって特異的に提示される腫瘍拒絶抗原と、更に、
それに対応の腫瘍拒絶抗原前駆体をコードする核酸分子
との同定によって、当業者は、前記TRAPの発現によって
特徴付けられる疾患を診断することができる。これらの
方法には、TRAP遺伝子、および/又は、HLA分子によっ
て提示されるTRA等のこれらに由来するTRAの、発現の測
定が含まれる。他のTRAも、本発明のTRAPから由来させ
ることができ、種々のHLA分子によって提示させること
ができる。前者の場合、このような測定は、ポリメラー
ゼ連鎖反応を含むすべての標準的核酸測定アッセイ、或
いは、標識化ハイブリダイゼーションプローブによるア
ッセイ、によって行うことが可能である。後者の場合
は、抗体等の、TRAとHLAとの複合体に対する結合パート
ナーによるアッセイが特に好ましい。
特に、配列番号1のヌクレオチド配列を含むTRAP分子、
を単離することも可能となる。TRAとして、又はTRAとHL
A−B44との複合体として、提示される場合のこれらの単
離分子のペプチドのフラグメントを、アジュバント等の
物質と組み合わせて、前記TRAP分子の発現によって特徴
付けられる疾患の治療に有用なワクチンを作ることがで
きる。更に、たとえば、非増殖性のガン細胞、非増殖性
のトランスフェクタント等の、その表面上に前記TRA/HL
A複合体を提示する細胞からワクチンを作ることが可能
である。細胞がワクチンとして使用されるすべての場合
に於いて、これらは、CTL応答を引き起こすのに必要な
前記構成成分の一つ又両方に対するコード配列をトラン
スフェクトされた細胞、あるいは、トランスフェクショ
ン無しで両方の分子を発現する細胞とすることができ
る。更に、前記TRAP分子、その関連TRA、更に、TRAとHL
Aとの複合体は、当該技術に於いて周知の標準的技法を
利用して、抗体を製造するのに使用することができる。
は、前記腫瘍拒絶抗原前駆体が発現するすべての病的
(異常)な状態を指す。このような疾患の一例は、ガ
ン、特にメラノーマ、である。
を提示する細胞等の、TRA提示細胞の溶解を導く、患者
の免疫系による応答を前提としている。そのようなアプ
ローチの一つは、問題の表現型の異常細胞を有する患者
に、前記複合体に対して特異的なCTLを投与することで
ある。そのようなCTLをイン・ヴィトロで開発すること
は当業者の技術の範囲内に含まれる。即ち、血液細胞の
ような、細胞のサンプルを、前記複合体を提示する細胞
に接触させると、特異的なCTLの増殖を誘発することが
できる。標的細胞は、前述のタイプのCOS細胞のよう
な、トランスフェクタントとすることができる。その表
面に所望の複合体を提示するトランスフェクタントは、
問題のCTLと結合すると、その(CTLの)増殖を刺激す
る。ここで用いたようなCOS細胞は、、他の適当な宿主
細胞と同様に、広く入手可能である。
法を詳述すると、(グリーンバーグ(Greenberg),J.Im
munol.136(5):1917(1986);レッデル(Reddel)
他,Science 257:238(7−10−92);リンチ(Lynch)
他,Eur.J.Immunol.21:1403−1410(1991);カスト(Ka
st)他,Cell 59:603−614(11−17−89))所望の複合
体を提示する細胞を、CTLと結合させると、その結果、
それに対して特異的なCTLが増殖する。増殖したCTLは、
次に、特定の複合体を提示するいくらかの異常細胞によ
って特徴づけられる細胞異常を有する患者に投与され
る。すると、前記CTLが異常細胞を溶解し、それによっ
て所望の治療目的が達成される。
が、HLA/TRA複合体を提示することを仮定している。こ
のことは非常に簡単に判定できる。というのは、特定の
HLA分子を提示する細胞を同定する方法、及び、前述の
配列を含むDNAを発現する細胞をどのように同定するか
ということについて、当業者は非常によく精通している
からである。単離されると、そのような細胞を、患者の
異常細胞のサンプルとともに、イン・ヴィトロで溶解を
判定するのに使用することができる。もしも溶解が観察
されれば、そのような療法に於いて特異的CTLを使用す
ることによって、前記異常細胞に関連する病気を軽減す
ることができる。より簡単な方法は、標準的アッセイを
使用して、HLA表現型タイピングのために異常細胞を調
べ、たとえばPCRを使用して増幅によって発現を判定す
るものである。
利用できる唯一の治療形態であるわけではない。CTL
を、数々のアプローチを利用して、イン・ヴィヴォで刺
激することも可能である。一つのアプローチ、即ち、前
記複合体を発現する非増殖性の細胞の利用方法について
は前に詳述した。このアプローチに於いて用いられる細
胞は、照射を受けたメラノーマ細胞、または、前記複合
体を提示するのに必要な一方又は両方の遺伝子をトラン
スフェクトされた細胞のような、通常前記複合体を発現
する細胞であってよい。チェン(Chen)他,Proc.Natl.A
cad.Sci.USA 88:110−114(1991年1月)は、治療法(t
herapeutic regime)における、HPVE7ペプチドを発現す
るトランスフェクション細胞の利用を示しており、この
アプローチを例証している。様々な細胞タイプが利用可
能である。同様に、問題の遺伝子の一方又は両方を担持
するベクターが利用可能である。ウィルス性の又は細菌
性のベクターが特に好ましい。これらのシステムに於い
て、問題の遺伝子は、たとえば、ワクシニアウィルス又
は細菌BCGによって伝えられ、この物質は、事実上、宿
主細胞に「感染」する。その結果得られた細胞は問題の
複合体を提示し、自己CTLによって認識され、そしてそ
のCTLは増殖する。問題のHLA分子を提示する細胞への取
り込みを容易にするために、前記腫瘍拒絶抗原又はその
前駆体自身を、アジュバントと組み合わせることによっ
て、同様の効果を達成することができる。TRAPはHLA分
子のペプチドパートナーを生じるためにプロセシングさ
れるが、一方、TRAは、更なるプロセシングをされる必
要無く提示される。
ここで繰り返す必要はない。
の用語として使用されたものであり、従って、これらの
用語および表現を使用するに当たって、図示および記載
された特徴構成又はその一部のいかなる均等物も除外す
る意図は無く、本発明の枠内で様々な改変が可能である
と理解される。
BおよびK562)のいずれかと細胞溶解性T細胞クローン
159/5とを使用したクロム放出試験の結果を示してい
る。データは、エフェクター/標的比に対する溶解の%
として示されている。
溶解研究の結果を示している。ここでも、クロム放出試
験が使用された。テストした両方のCTLラインによる陽
性の溶解によって示されているように、細胞ラインLB33
−MELc1はA+B+である。CTL159/3は抗−Aであり、これ
に対して、CTL159/5は抗−Bである。
w7のいずれかに対するコード配列でトランスフェクトし
た場合に得られた結果を、コントロールラインとの比較
に於いて示している。これらの結果は、CTL159/5を使用
した敏感なTNF放出試験(pg/ml)について示されてい
る。
細胞を、HLA−B44で、または、HLA−B44と本発明に依る
核酸分子とでトランスフェクトした。
おける51Cr放出を示している。図5Aと図5Bとのそれぞれ
に於いて、本発明の抗原ペプチドは、CTLとの接触の前
に、前記細胞に接触させた。
胞を使用した。図5Aと図5Bとのそれぞれに於いて、本発
明の抗原ペプチドは、CTLとの接触の前に、前記細胞に
接触させた。
の抗原欠損(antigen loss)変異体に対する、種々の自
己CTLクローンの溶解活性を示している。
−A24,A28,B13分子の発現を示す結果を表している。腫
瘍細胞は、予め、特定のHLA分子に対するマウス抗体と
インキュベートされ、その後、フルオレセイン標識化ヤ
ギ抗−マウス抗体で標識された。
た、抗原欠損変異体によって刺激されたCTLクローンに
よる腫瘍壊死因子(TNF)の産生を示す。トランスフェ
クトされていないLB33−MEL.A−1細胞を、抗原欠損変
異体とともに、コントロールとして使用した。使用され
たCTLクローンは、それぞれ抗−A,抗−B,および抗−C
CTLに対応する159/3,159/5および204/26であった。
リンパ球の細胞溶解活性に関するデータを示す。血液単
核細胞は、1990年3月又は1994年1月に、患者LB33から
予め単離されたものであった。細胞ラインLB33−MEL.A
は、1988年の手術後に得られた。細胞ラインLB33−MEL.
Bは、前記患者に於いて1993年に発生した転移から得
た。
ーンLB33−CTL−269/1の溶解活性を示す。
ーンLB33−CTL−269/1の溶解活性を示す。
LクローンによるTNFの産生を示している。刺激細胞(1
0,000/マイクロウェル)を、3000のCTLとともに16時間
インキュベートした。前記CTLによって放出されたTNFの
濃度は、TNF感受性WEHI−164c13細胞を使用して測定し
た。ハイブリドーマ細胞を接種されたマウスから得られ
た腹水液の1/100希釈液を添加することによって、抗HLA
−A24モノクローナル抗体C7709A2を使用して、CTL刺激
を阻害した。
アッセイに於いてテストした、アッセイの結果を示して
いる。
アッセイに於いてテストした、アッセイの結果を示して
いる。
に関して、51Cr放出試験に於いて使用した時に得られた
結果を示している。
HLA−B44陽性であった時の51Cr溶解試験の結果を要約し
ている。
Claims (1)
- 【請求項1】配列番号17からなる単離ペプチド。
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