JP4299777B2 - 免疫応答を誘導するための方法および組成物 - Google Patents

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Description

発明の属する技術分野
本発明は、免疫応答、例えばワクチン接種により惹起される免疫応答の増強または調節に関する組成物および方法に関する。この組成物および方法は、治療および予防用のワクチン接種(免疫感作)のためのワクチン製剤、ならびに有用な抗体(例えば治療または診断に使用するためのモノクローナル抗体)産生に特に有用である。
背景
1979年に世界保健機構は天然痘が撲滅されたことを公表した−最初の天然痘ワクチン接種(牛痘に感染した乳しぼりの女性由来の膿)を幼い少年、James Phippsに投与してからほぼ200年後のことであった。牛痘に接触した乳しぼりの女性はめったに天然痘にかからないことをEdward Jennerが発見したことにより、この少年の命を天然痘から救うことができた。このような危険な方法が成功したのは、牛痘が天然痘に分子レベルで類似していたからであった。Phippsの免疫系は天然痘の導入時に特異的反応を直ちに開始し、侵入異物をすばやく処理することができた。
それ以来、広範囲な多様な物質、例えば感染性微生物(細菌およびウイルス)、毒素、および腫瘍までもの感染を防ぐため、多くのワクチンが開発されてきた。1790年代以降著しい進歩にもかかわらず、有効なワクチンがないために多くの感染性物質が自由に感染しやすい人々を苦しめている。今日世界の多くの地域でクオリティーオブライフおよび経済的影響に打撃を与えている顕著な例は、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)である。ワクチンが存在する場合でさえ、基金、専門技術者および複数回投与の労力を入手できない人々および国々にとっては、しばしばこれらのワクチンを利用することができない。防御を獲得するために必要な投与回数のような必要なもののいかなる軽減も、より多くの人々へのワクチン接種(免疫感作)を促進することができるだろう。
ワクチン接種は、白血球(白血球(WBC):Tリンパ球およびBリンパ球、単球、好酸球、好塩基球、および好中球)、リンパ組織およびリンパ管を含む免疫系を活用する。感染と戦うため、Bリンパ球およびTリンパ球は体全体を循環しており、抗原提示細胞と相互作用して病原体を発見する。一度侵入異物が発見されると、細胞傷害性T細胞または外来物質に特異的な抗体を分泌するB細胞が感染部位に動員され、これを破壊する。ワクチン接種の概念は、病理を誘導する外来物質(例えば病原体または腫瘍)に個体を暴露させずに、宿主を防御する免疫応答と同じタイプの応答を引き起こすことである。このような免疫応答は、例えば細胞を介して(細胞性)および/または抗体に基づいて行われてよい。
外来侵入異物に対しての適応免疫応答において鍵となる役割を担うのは、抗原提示細胞(APC)、例えばマクロファージ、活性化されたB細胞および樹状細胞である。樹状細胞は免疫応答において得に重要である。未成熟または待機中の樹状細胞は上皮層内に存在しており、外来異物(抗原という)を貪食する。これらの樹状細胞は、外来物質により刺激された近くのマクロファージにより分泌される腫瘍壊死因子(TNF)により活性化される。これらの活性化された樹状細胞は、外来の抗原を載せてリンパ系を通って最も近傍のリンパ節に輸送される。そこで外来抗原をその抗原特異的な受容体が認識する待機中のナイーブ(抗原に暴露されていない)T細胞が活性化され、免疫系の活動の引き金となる。
ワクチン接種は、弱毒化したまたは死滅させた感染物質にて達成することができるが、最も安全なワクチン接種は、外来物質により発現される、単離された抗原またはエピトープのの一部(subset)に対する免疫応答を引き起こさせるものである。しかしこのような抗原の多くはそれ自体では免疫原性が弱いか、または強い免疫応答を引き起こす能力はない。このような抗原の有効性を増強するため、しばしばワクチン組成物にアジュバントを添加する。アジュバントの例として、マイコバクテリアの死菌体の油性エマルジョン(完全フロイントアジュバント)、その他の死菌体(例えば百日咳菌(B.pertussis))、細菌多糖、細菌熱ショックタンパク質、または細菌DNAを含む。これらアジュバントの多くは有効ではあるが、重大な炎症の原因となり、ヒトへの投与には適さない。
現在の免疫感作法は、すべての抗原、すべての個体に対して、または防御免疫のすべての形を惹起するために有効とはいえない。加えて多数の有用なアジュバントは小さく、主に抗体に関与する免疫に対して方向付けられており、細胞性免疫を意図してはいない。さらに免疫感作から、免疫系が被験者の防御を提供するまでにかなりのラグタイムがある。細胞性の応答ならびに抗体を誘導することのできる、改善されたワクチン組成物および/または有効で安全なアジュバントは、現在のワクチン接種の成果をおおいに助けることになるだろう。
まとめ
1つの側面において本発明は、被験者、例えばヒトにおいて抗原に対する免疫応答を惹起するための方法、すなわち配列番号:1−6または13(“SHAAGtide”)の配列の少なくとも一部を含むポリペプチドを抗原と共に被験者に投与する方法を提供する。このような免疫応答は抗体仲介性であってよく、投与時に抗原特異的な抗体の力価が少なくとも2倍に増加する。他の側面においてこの免疫応答は細胞仲介性であり、配列番号:1−6または13の少なくとも一部を有するポリペプチドが、樹状細胞を含む多様な白血球を誘引および/または活性化する。
もう1つの側面において本発明は、配列番号:1−6または13の配列の少なくとも一部を有するポリペプチドを、抗原と共に同時投与することにより、免疫応答を惹起する方法を提供する;他の側面において、抗原およびポリペプチドを別々に投与することができる。なお他の側面において、配列番号:1−6または13の1つより多くのポリペプチドを、別々に、またはコンカテマーもしくは融合タンパク質として投与することができる。すべての場合において、配列番号:1−6または13の変異型を使用することができる。同様に他の側面において、配列番号:1−6または13の少なくとも一部を有するポリペプチドを、投与時または投与後に被験者によって発現されるように、発現可能なように連結させたポリヌクレオチド(配列番号:7−12または14)として投与することができる。同様に抗原もまた、投与後に発現されるようにポリヌクレオチドとして投与することができる。
もう1つの側面において投与する抗原は病原体、例えば肝炎インフルエンザ、腫瘍抗原またはアレルゲン由来のポリペプチドである。
この方法はまた、持続的放出の製剤中に組み込んだ様々なSHAAGtide配列を含む組成物の使用を提供する。なお他の側面においてこの方法はまた、投与する組成物におけるアジュバントの使用を提供する。このようなアジュバントにはミョウバン、不完全フロイントアジュバント、細菌きょう膜多糖、細菌DNA,デキストラン、IL−12、GM−CSF、CD40リガンド、IFN−γ、IL−1、IL−2、IL−3、IL−4、IL−10、IL−13、IL−18もしくはサイトカイン、またはそれらのフラグメントを含む。
本発明の方法はまた、SHAAGtideおよび抗原分子と共に多価担体を投与することを提供する。多価担体は、SHAAGtideポリペプチド、抗原またはアジュバントと連結させることができる。多価の担体の例として、細菌きょう膜多糖(例えば肺炎双球菌(Pneumococci)、連鎖球菌(Streptococci)、髄膜炎菌(Meningococci)の多糖)、デキストラン、およびポリヌクレオチドベクターを含む。
なお他の側面において本発明の方法は、SHAAGtideおよび抗原分子と共に医薬的担体を投与することを提供する。
一部の側面において投与部位は、固形腫瘍またはこのような腫瘍の周辺組織を含む。投与は注射、吸入または経口を含むかなり多数の方法により達成することができる。座剤もまた使用することができる。
本発明の方法はまたSHAAGtideを含む組成物の複数回の投与を提供する;投与はもちろん同じ部位にまたは異なる部位に行うことができる。一部の場合には投与部位をポリペプチドの送達部位から離すことができる。例えばリポソームにSHAAGtideおよび抗原を含有させて、同様にリポソームが特定の組織または細胞を標的とすることのできる分子を組み込んで、投与してもよい。
さらなる側面において、本発明は少なくとも1つのSHAAGtideを含むポリペプチドまたはそのフラグメント;および少なくとも1つの抗原を含む組成物を提供する。一部の側面においては、2つの異なるSHAAGtideペプチドを使用してもよい。このような組成物は持続的放出の処方物中にて、処方してもよい。さらに本発明の組成物はまた、一部の場合にはアジュバントとしてもよい、医薬的に受容可能な担体を含んでもよい。その他の医薬的に受容可能な担体として、水、油、生理的食塩水、水性デキストロースおよびグリセロールを含む。
その他の側面において組成物は、ポリヌクレオチド、例えばSHAAGtide配列をコードするポリヌクレオチドを発現する細胞、細菌ベクター、またはウイルスベクターを含んでよい。細胞は同種または自己由来であってもよい。なおさらなる側面において組成物はまた、腫瘍関連抗原(自己由来細胞より得ることができる)、癌細胞、癌細胞株(例えばヒトの卵巣癌またはヒトの脳の癌)由来の細胞を含んでもよい。
もう1つの側面において本発明は、少なくとも1つの腫瘍細胞;および少なくとも1つのSHAAGtideポリヌクレオチド配列を外因的に発現する少なくとも1つの細胞、と共に製剤化した組成物を提供する。腫瘍細胞は、原発性、自己由来、または同種であってもよい。腫瘍細胞はまた神経膠腫、神経膠芽腫、神経肉腫、星状細胞腫、黒色腫、乳癌細胞、または卵巣癌細胞であってもよい。その他の側面において、腫瘍細胞は癌細胞である。
最後の側面において本発明は、少なくとも1つのSHAAGtide分子(ポリペプチドおよび/またはポリヌクレオチド)を組み込んだ医薬組成物および注射器を含むキットを提供する。
詳細な説明
本発明において、in vitro およびin vivoで免疫応答を調節および/または増強することのできる、CCケモカインCCL23、CKβ8−1のスプライスバリアントの切断(truncation)変異体である、新規ペプチド(SHAAGtide)の1つのクラスを発見した。免疫応答を調節するとは、産生される免疫グロブリン(Ig群)のクラスおよびサブタイプ、ならびに感染部位に局在する細胞(例えば細胞傷害性T細胞、好酸球、およびマスト細胞)の数およびタイプに影響を与えることである。SHAAGtideの添加時に白血球内のカルシウムの流れが認められることから、これらのペプチドは受容体に対してリガンドとして作用する。SHAAGtideは、単球、好中球、および成熟樹状細胞(mDC)、ならびに未成熟樹状細胞(iDC)を効率的に誘引する。CKβ−1の関連分子であるCKβ8(CCL23、骨髄前駆体阻害因子1またはMPIF−1としても知られている;99アミノ酸残基)は、単球、樹状細胞および待機中のリンパ球を誘引する(Forssmann et al., 1997)が、SHAAGtide配列をコードする選択的スプライシングされたエキソンを欠いている。CKβ8の選択的スプライシングされた形であるCKβ8−1(1−116残基)は、CKβ8と同様にCCR1受容体に対する機能的なリガンドである(Youn et al., 1998)。しかし、CKβ8−1(1−116)はSHAAGtide配列を通してその機能を発揮してはいない。これらの観察を考慮して、SHAAGtide配列はアジュバントおよび免疫調節物質として驚くほど有効である未知の機能的ペプチドを表す。
特定のメカニズムに拘束する意図はないが、SHAAGtideポリペプチドは、投与部位にAPCを動員することにより免疫原に対する免疫応答を促進すると考えられる。免疫原(抗原)はAPCにより摂取されて部分的に分解される。その後分解された抗原の断片が、MHCクラスIまたはII分子に結合してAPCの表面に提示される。近傍の神経節中の待機中のT細胞に提示されることで、細胞傷害性T細胞またはヘルパーT細胞の増殖が刺激される、またはB細胞による抗体の産生および分泌が活性化される。
SHAAGtideは有効な分子の標識として作用して免疫系の細胞を誘引するため、免疫応答が増強および/または調節される。SHAAGtideをワクチンに使用すると、通常ではこのような応答を惹起しない(または弱くしか惹起しない)抗原が応答を引き起こすように、免疫応答を増強する;SHAAGtideの使用はまた、その後のブースターの注射の必要性を低減することができる。SHAAGtideはまた、引き起こされる免疫応答のタイプを修飾することもできる。
本発明は、SHAAGtideまたはSHAAGtideをコードする核酸を含む組成物、およびそれらの予防的使用、ならびに病態を治療することを含む。SHAAGtideポリペプチド配列(配列番号:1)およびいくつかの活性なバリアント(配列番号:2−6)を表1および3に示す;配列番号1−6をコードするポリヌクレオチド配列を、各々表2(配列番号:7−12)に示す。
Figure 0004299777
Figure 0004299777
SHAAGtide様の活性を有するCKβ8−1のもう1つの誘導体(CKβ8−1(25−116;配列番号:13)を表3に示す;配列番号13をコードするヌクレオチド配列を表4に示す。配列番号1および7に対応する配列を下線で示す。
Figure 0004299777
Figure 0004299777
配列番号1−14の“母体となる”配列を、表5(配列番号15;CKβ8−1ポリペプチド)および表6(配列番号16、CKβ8−1ポリヌクレオチド)に示す。SHAAGtide配列を下線で示す。CKβ8−1(配列番号15)は、SHAAGtide配列(配列番号1)を含んでいるのに、配列番号1と同じ活性をそれ自体に保有しないことに注目していただきたい。
Figure 0004299777
Figure 0004299777
SHAAGtideポリペプチドおよびポリヌクレオチドを含む組成物は、例えばワクチン接種に対する応答において、免疫応答を増強するための被験者への投与に適するものを含む。SHAAGtideポリペプチドおよび/またはSHAAGtideヌクレオチドを含むキットもまた含まれる。このようなキットを利用して、例えば医薬的組成物の投与を促進してもよい。
本発明の方法は、SHAAGtide(配列番号1−6、13)またはSHAAGtide核酸(配列番号:7−12、14)の組成物を被験者に投与することを含む。
免疫応答の増強または調節のために使用する場合、SHAAGtideはポリペプチドとしてまたはin vivoで発現されるポリヌクレオチドとして投与してもよい。このような方法をさらに促進するために、SHAAGtideポリペプチドを目的の抗原に(共有結合で、または非共有結合で)結合させてもよい。一部の場合、いずれかの形のSHAAGtideを抗原の投与前または投与後に投与してもよい。SHAAGtide組成物を抗原(免疫原)組成物とは別に投与する場合も、これらの組成物は被験者の物理的に同じ場所に投与する。
本発明の方法は、免疫応答を増強、惹起、または調節する場合に、目的の免疫原を含むSHAAGtide組成物を投与することを含む。その他の方法において、SHAAGtide組成物は、免疫原を含まずに投与してもよい。例えばSHAAGtide組成物を最初に投与し、続いて免疫原の第2の投与を、SHAAGtideポリペプチドを含んでまたは含まずに行う。一部の場合には免疫原を含む組成物を最初に投与し、続いてSHAAGtideを含む組成物を投与する。異なる組成物は、同時に、短時間で逐次的に、または時間をおいて、例えば1時間から2週間またはそれ以上おいて投与してもよい。
腫瘍および癌に対する免疫応答を促進および/または調節するため、SHAAGtide組成物は異常な成長の部位にまたは直接組織(すなわち腫瘍)内に投与する。その後腫瘍および癌の抗原は、SHAAGtideに動員または活性化された白血球、例えば樹状細胞により検出される。これらの抗原に対して免疫応答を引き起こすことにより、腫瘍および癌は体による攻撃を受け、縮小または末梢される。このようにこれらの方法は、コントロールされていないまたは異常な細胞の成長を伴う状態、例えば腫瘍および癌への治療を提示する。腫瘍および癌に対する免疫応答はまた、SHAAGtideと共に単離されたポリペプチド腫瘍抗原を投与することにより、促進および/または調節してもよい。SHAAGtideは抗原とコンジュゲーションさせても、させなくてもよい。
新規方法および新規試薬を、治療および予防の免疫感作(すなわち摘要免疫応答および/または自然免疫応答の意図的な惹起、増強、強化または調節)のために今回提供する。従来の免疫方法に優る著しい利点として以下の1項またはそれ以上を含む:
・ 免疫原投与後の増進された免疫応答、
・ 少量の免疫原(例えば毒素または病原体)または習性的に強い免疫応答を引き起こさない抗原に対するより高い感受性、および
・ より有効な抗腫瘍治療。
現行のワクチンは多くの病原物質に対して有効であるが、一部の危険な病原体(例えばHIV、癌細胞および腫瘍細胞等)についてはいまだに適切なワクチンが得られていない。一部の場合、この困難さは外来抗原候補の特性、例えばHIV糖タンパク質(例えばgp120)の不溶性または腫瘍抗原の免疫原性の低さに部分的には起因する。したがって免疫応答を増強および/または調節する組成物は、新たな有効なワクチンを調製するのに役立つことだろう。
SHAAGtideポリペプチドは、CKβ8−1ケモカインのスプライスバリアントの切断型である。ケモカインはTリンパ球、好中球、単球およびマクロファージの動員および活性化のための分子標識として作用し、病原体との戦いの場の旗印となる。40種より多くの小さなペプチド(7−10kD)の群であるケモカインは、Gタンパク質とカップルしたシグナル伝達カスケードを通してシグナルを発し、それらの化学的誘引(chemotractant)機能および化学的刺激(chemostimulant)機能を仲介するWBC上に発現される受容体と結合する。受容体は1つ以上のリガンドと結合してもよい;例えば受容体CCR1は、RANTES(regulated on activation normal T cell expressed(発現される正常なT細胞の活性化を制御する))、MIP−1α(macrophage inflammatory protein(マクロファージ炎症タンパク質))およびMIP−1βのケモカインと結合する。今日までに24種のケモカイン受容体が知られている。ケモカインの純粋な数、複数のリガンド結合受容体、およびWBC上の異なる受容体の特性により、きちんとコントロールされた特異的な免疫応答が可能になる(Rossi and Zlotnik, 2000)。ケモカインの活性をそれらの対応する受容体を調節することによりコントロールすることができれば、関連する炎症および免疫学的疾患を治療し、臓器および組織の移植も可能になる。
SHAAGtideポリペプチドの活性を利用して、例えばワクチン接種で惹起される免疫応答を増強および/または調節することができる。すなわち免疫応答の活力、および/または強度、および/または質が高められる。例えば抗原特異的な抗体の早期の出現、および/または高い力価、および/またはアビディティーが、活発な免疫応答を示す。強度は従来のワクチン接種の方法と比較して、少なくとも2倍から10倍、または100倍にさえ増強される。免疫応答の質の増強または調節には、免疫原への高いアフィニティーの抗体産生、および/または好ましい免疫グロブリンのクラス、例えばIgG群のより高濃度の産生を含む。免疫応答の質の調節にはまた、サイトカインおよび/またはケモカインおよび/またはそれらの産生する同時に刺激する(co-stimulatory)分子の異なるサブセットにより識別される、Tリンパ球の異なるサブセットの誘導を含む。免疫応答の質の調節はまた、抗原特異的な細胞傷害性T細胞および/または異なるイソタイプの抗体の誘導を含む。
遺伝子(および関連する核酸)およびそれらのコードするタンパク質とを区別するため、遺伝子に関する略語を斜体(または下線)文字で示し、タンパク質に関する略語は斜体としないものとする。したがってSHAAGtide(斜体)またはSHAAGtideは、SHAAGtideをコードする核酸配列をいう。
“コントロール配列”は、特定の宿主生物体において機能可能なように連結されたコード配列の発現を可能にするDNA配列である。原核細胞のコントロール配列は、プロモーター、オペレーター、およびリボソーム結合部位を含む。真核細胞はプロモーター、ポリアデニル化シグナル、およびエンハンサーを利用する。
核酸は別の核酸配列と機能的な関係に配置される場合、“機能可能なように連結”される。例えばプロモーターまたはエンハンサーが配列の転写に影響を及ぼす場合は、それはコード配列に機能可能なように連結されており、またはリボソーム結合部位が翻訳を促進する位置に配置されている場合には、それはコード配列に機能可能なように連結されている。
“単離された”核酸分子は、天然で発見される状態から精製され、少なくとも1つの不純物の核酸分子から分離されている。単離されたSHAAGtide分子は、細胞中に存在する場合の限定的なSHAAGtideとは区別される。
単離されたSHAAGtide核酸分子は、配列番号7−12、14で示される核酸配列の相補鎖である核酸分子、またはこの核酸配列の一部分を含む。“相補的核酸分子”は、ミスマッチがほとんどなく水素結合が形成され、安定な二本鎖を形成するような、ある配列、例えば配列番号7−12に対して十分に相補的である核酸分子である。“相補的”は、ヌクレオチド間のWatson-CrickまたはHoogsteenの塩基対をいう。
“誘導体”は、天然の化合物から直接形成される、または修飾もしくは部分的な置換により形成されるかのいずれかである核酸配列(またはアミノ酸配列)である。“類似体”は、天然化合物と類似しているが同一ではない構造を有するが、ある成分または側鎖に関して天然化合物とは異なる、核酸配列またはアミノ酸配列である。類似体は合成してもよく、または異なる進化の源から得てもよい。相同体は、異なる種に由来する特定の遺伝子の核酸配列またはアミノ酸配列である。
誘導体または類似体が修飾された核酸またはアミノ酸を含む場合、その誘導体および類似体は完全長、または完全長以外の分子であってもよい。SHAAGtideの核酸またはタンパク質の誘導体または類似体は、同一サイズの核酸配列またはアミノ酸配列に対して、または相同性アルゴリズムにより整列を行った整列させた配列と比較した時に、SHAAGtideの核酸またはタンパク質と少なくとも約70%、80%、または95%の同一性により実質的に相同な領域を含む分子を含む、またはそれをコードする核酸は、ストリンジェント、中程度にストリンジェント、もしくは低いストリンジェントの条件下で(Ausubel et al., 1987)、上述のタンパク質をコードする配列の相補鎖とハイブリダイズすることのできるが、これに限定されない。
“相同な”ヌクレオチド配列は、SHAAGtideのイソフォームをコードしている配列をコードする。SHAAGtideに関して、相同なヌクレオチド配列は、ヒト以外の種、例えば脊椎動物、例えばカエル、マウス、ラット、ウサギ、イヌ、ネコ、ウシおよびウマのSHAAGtideをコードするヌクレオチド配列を含む。相同なヌクレオチド配列はまた、ヌクレオチド配列の天然に起こる対立遺伝子の変異および突然変異を含む。しかし相同のヌクレオチド配列は、ヒトSHAAGtideをコードするヌクレオチド配列そのものは含まない。相同なヌクレオチド配列は、保存的なアミノ酸の置換、ならびにSHAAGtideの生物学的活性を保有するポリペプチドをコードする核酸配列を含む。
配列番号7−12、14に示したSHAAGtide配列に加えて、SHAAGtideのアミノ酸配列を変化させるDNA配列多型も1つの母集団内に含めてもよい。例えば個体間の対立遺伝子の変異は、SHAAGtideの遺伝子多型を表すものとする。“遺伝子”および“組換え遺伝子”という用語は、SHAAGtide、好ましくは脊椎動物のSHAAGtideをコードするオープンリーディングフレーム(ORF)を含む核酸分子をいう。このような天然の対立遺伝子の変異は、SHAAGtideにおいて典型的には1−5%の変異度に帰着し得る。“SHAAGtide変異型ポリヌクレオチド” または“SHAAGtide変異型核酸配列”は、(1)完全長の天然のSHAAGtideをコードする核酸配列と少なくとも約80%の核酸配列の同一性を有する、(2)シグナルペプチドを含まない完全長の天然のSHAAGtide、または(3)完全長のSHAAGtideのあらゆる他のフラグメントである、活性なSHAAGtideをコードする核酸分子を意味する。通常、SHAAGtide変異型ポリヌクレオチドは、完全長の天然のSHAAGtideをコードする核酸配列と、少なくとも約80%の核酸配列の同一性を有する、より好ましくは少なくとも約81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%の核酸配列の同一性、なおより好ましくは少なくとも約99%の核酸配列の同一性を有するものとする。SHAAGtide変異型ポリヌクレオチドは、シグナルペプチドを含まない完全長の天然のSHAAGtide、または完全長のSHAAGtideのあらゆる他のフラグメントをコードすることができる。変異型は天然のヌクレオチド配列を包含しない。
通常SHAAGtide変異型ポリヌクレオチドは少なくとも約30ヌクレオチドの長さ、しばしば少なくとも約60、90、120、150、180、210、240、270、300、450、600ヌクレオチドの長さ、より頻繁には少なくとも約900ヌクレオチドの長さ、またはそれ以上である。
当明細書で同定されたSHAAGtideをコードする核酸についての “核酸配列の同一性のパーセント(%)”は、目的の候補配列中のヌクレオチドと同一の、SHAAGtide中のヌクレオチドのパーセントとして定義し、配列を整列し、必要であればギャップを導入して、最大パーセントの配列同一性を達成した後に決定する。核酸配列の同一性の%を決定することを目的とする整列は、当該技術分野の技術の範疇の様々な方法で、例えば公開されている入手可能なコンピューターソフトウェア、例えばBLAST、BLAST−2、ALIGNまたはMegalign(DNASTAR)ソフトウェアを用いて達成することができる。当業者は、比較する配列の全長にわたり最大の整列を達成するために必要なあらゆるアルゴリズムを含む、整列を測定するための適当なパラメータを決定することができる。
ヌクレオチド配列を整列させる場合、与えられた核酸配列Dに対する与えられた核酸配列Cの核酸配列同一性%(あるいは、与えられた核酸配列Dに対して、ある核酸配列同一性%を有するまたは含む、与えられた核酸配列Cと表すこともできる)は、以下のように計算することができる:
核酸配列同一性%=W/Z・100
ここで
Wは、CおよびDの配列整列プログラムまたはアルゴリズムの整列により完全マッチとしてスコアされたヌクレオチドの数である
そして
Zは、D中のヌクレオチドの総数である。
核酸配列Cの長さが核酸配列Dの長さと等しくない場合、Dに対するCの核酸配列同一性%は、Cに対するDの核酸配列同一性%と等しくならない。
ストリンジェンシー
相同体(すなわちヒト以外の種由来のSHAAGtideをコードする核酸)または他の関連する配列(例えばパラログ)は、核酸のハイブリダイゼーションおよびクローニングに関する当該技術分野に公知の方法を用いて、プローブとしての特定のヒトの配列のすべてまたは一部との、低い、中程度の、または高いストリンジェンシーのハイブリダイゼーションにより得ることができる。
相補的なフラグメントとハイブリダイズするための一本鎖DNAの特異性は、反応条件の“ストリンジェンシー”により決定される。ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーが増すと、DNA二本鎖を形成する傾向が低下する。核酸のハイブリダイゼーション反応において、特異的なハイブリダイゼーションが起こりやすいように(高いストリンジェンシー)ストリンジェンシーを選択することができ、この場合は例えばライブラリーからの完全長のクローンの同定に使用することができる。より特異性の低いハイブリダイゼーション(低いストリンジェンシー)を使用して、関連はするがそのものではない(相同であるが同一ではない)DNA分子またはDNA断片を同定することができる。
DNA二本鎖は以下の各条件により安定化される:すなわち(1)相補的塩基対の数、(2)塩基対のタイプ、(3)反応混合液の塩濃度(イオン強度)、(4)反応温度、および(5)ある種の有機溶媒、例えばDNA二本鎖の安定性を低下させるホルムアミドの存在、があげられる。一般にプローブが長いほど、適当なアニーリングに必要な温度はより高温になる。共通のアプローチは温度を変化させることである:より高い相対温度は、結果的によりストリンジェントな反応条件になる。(Ausubel et al., 1987)は、ハイブリダイゼーション反応のストリンジェンシーについての見事な説明を提供している。
“ストリンジェントな条件”下でハイブリダイズさせることとは、互いに少なくとも60%相同なヌクレオチド配列がハイブリダイズして維持されている、ハイブリダイゼーションのプロトコルをいう。一般にストリンジェントな条件は、定義されたイオン強度およびpHでの特異的な配列の融解温度(Tm)より約5℃低い温度となるように選択される。Tmは、標的配列に相補的なプローブの50%が標的配列と平衡状態でハイブリダイズしている温度(定義されたイオン強度、pHおよび核酸濃度にて)である。標的配列は一般に過剰に存在するため、Tmではプローブの50%が平衡状態で占有される。
(a)高いストリンジェンシー
“ストリンジェントなハイブリダイゼーションの条件”は、プローブ、プライマーまたはオリゴヌクレオチドが標的配列とのみハイブリダイズすることのできる条件である。ストリンジェントな条件は配列に依存し、したがって異なる。ストリンジェントな条件は以下を含む:すなわち(1)低イオン強度および高温の洗浄(例えば15mM塩化ナトリウム、1.5mMクエン酸ナトリウム、0.1%ドデシル硫酸ナトリウム、50℃にて);(2)ハイブリダイゼーション中の変性剤(例えば50%(v/v)ホルムアミド、0.1%ウシ血清アルブミン、0.1%フィコール、0.1%ポリビニルピロリドン、50mMリン酸ナトリウムバッファー(pH6.5;750mM塩化ナトリウム、75mMクエン酸ナトリウム、42℃にて);または(3)50%ホルムアミド、が挙げられる。洗浄は典型的にはまた、5X SSC(0.75M NaCl、75mMクエン酸ナトリウム)、50mMリン酸ナトリウム(pH6.8)、0.1%ピロリン酸ナトリウム、5x Denhardt’s溶液、超音波処理したサケ***DNA(50μg/ml)、0.1%SDS、および10%硫酸デキストラン中で42℃にて、その後0.2x SSC(塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム)中で42℃にて、および50%ホルムアミド中で55℃での洗浄を行い、続いてEDTAを含む0.1x SSCからなる高いストリンジェンシーの洗浄を55℃にて行う。好ましくはこの条件は、少なくとも約65%、70%、75%、85%、90%、95%、98%、または99%の互いに相同な配列が、典型的には互いにハイブリダイズした状態を維持するような条件である。これらの条件は例として提示しており、限定することを意味するものではない。
(b)中程度のストリンジェンシー
“中程度にストリンジェントな条件”は、ポリヌクレオチドが配列番号7−12、14の完全体、フラグメント、誘導体または類似体とハイブリダイズするような、より低ストリンジェントな洗浄溶液およびハイブリダイゼーションの条件(Sambrook, 1989)を使用する。一例として、6X SSC、5X Denhardt’s溶液、0.5%SDS、および100mg/mlの変性したサケ***DNA中ので55℃でのハイブリダイゼーション、続いて1X SSC、0.1%SDS中で37℃での1回またはそれ以上の洗浄を行う。温度、イオン強度等は、実験の因子、例えばプローブの長さに適応させて調整することができる。他の中程度のストリンジェンシーの条件については、(Ausubel et al., 1987; Kriegler, 1990)に記載されている。
(c)低いストリンジェンシー
“低いストリンジェントな条件”は、ポリヌクレオチドが配列番号7−12、14の完全体、フラグメント、誘導体または類似体とハイブリダイズするような、中程度のストリンジェンシーより低ストリンジェントな洗浄溶液およびハイブリダイゼーションの条件を使用する。低ストリンジェンシーのハイブリダイゼーション条件の非限定的な例は、35%ホルムアミド、5X SSC、50mM Tris−HCl(pH7.5)、5mM EDTA、0.02%PVP、0.02%フィコール、0.2%BSA、100mg/mlの変性させたサケ***DNA、10%(wt/vol)硫酸デキストラン中の40℃でのハイブリダイゼーション、続いて2X SSC、25mM Tris−HCl(pH7.4)、5mM EDTA、および0.1%SDS中の50℃での1回またはそれ以上の洗浄がある。低ストリンジェンシーの他の条件、例えば異種間のハイブリダイゼーションの条件は、(Ausubel et al., 1987; Kriegler, 1990; Shilo and Weinberg, 1981)に十分に記載されている。
天然に発生するSHAAGtideの対立遺伝子の変異型に加えて、SHAAGtide機能は変わらないがSHAAGtideをコードするアミノ酸配列中に変化を生じる、配列番号7−12、14中の突然変異により、変化を導入することができる。例えば、“必須ではない”アミノ酸残基でのアミノ酸の置換をもたらすヌクレオチドの置換は、配列番号3または4の配列にて作成することができる。“必須ではない”アミノ酸残基は、生物学的活性を変えずにSHAAGtideの野生型の配列を変えることのできる残基であるが、“必須の”アミノ酸残基はこのような生物学的活性に必要である。例えば本発明のSHAAGtide中に保存されているアミノ酸残基は、特に変化に適応できないと予測される。保存的置換を行うことのできるアミノ酸は、当該技術分野でよく知られている。
有用な保存的置換を表Aの“好ましい置換”に示す。1つのクラスのアミノ酸を同じタイプの別のアミノ酸で置き換える保存的置換は、その置換が材料による化合物の生物学的活性の変化をきたさない限り、本発明の範疇に入る。このような置換が生物学的活性に変化をきたす場合、その時には代表例として表Bに示したより実質的な変化を導入して、SHAAGtideポリペプチドの生物学的活性について産生物のスクリーニングを行う。
Figure 0004299777
Figure 0004299777
以下の項目、(1)ポリペプチド骨格構造、例えばβシートまたはαヘリックスの立体配座、(2)荷電、(3)疎水性、または(4)標的部位の側鎖の嵩高さ、に影響を及ぼす非保存的置換は、SHAAGtideポリペプチドの機能を修飾し得る。表Bに示したように共通する側鎖の特性に基づいて、残基をグループ分けする。非保存的置換は、これらのクラスのうちの1つのメンバーを別のクラスに交換してしまうことになる。置換は保存的置換部位に、またはより好ましくは非保存的な部位に導入してもよい。
Figure 0004299777
変異型ポリペプチドは、当該技術分野で知られている方法、例えばオリゴヌクレオチドを介しての(部位特異的)突然変異誘発、アラニンスキャン法、およびPCR突然変異誘発を用いて作成することができる。部位特異的突然変異誘発(Carter, 1986; Zoller and Smith, 1987)、カセット式突然変異誘発、制限酵素選択(restriction selection)突然変異誘発(Wells et al., 1985)または他の公知の技術をクローン化したDNAに行い、SHAAGtide変異型DNAを作成することができる(Ausbel et al.,1987; Sambrook, 1989)。
“単離された”または“精製された”ポリペプチド、タンパク質または生物学的に活性なフラグメントは、その天然環境の成分から分離および/または回収される。単離されたポリペプチドは、遺伝工学による細胞において異種起源から発現させたもの、またはin vitroで発現させたものを含む。
不純物成分として、典型的にはポリペプチドの診断的または治療的使用を妨げると思われる物質を含む。実質的に単離されているためには、調製物は、SHAAGtideではない不純物質(不純物)を乾燥重量で30%未満しか含まない、より好ましくは不純物を20%未満、10%未満、そして最も好ましくは5%未満しか含まないものとする。
目的のポリペプチドおよびフラグメントは、当該技術分野のあらゆる公知の方法により、例えばベクター、例えば細菌、ウイルスおよび真核細胞、を介しての発現により作製することができる。加えて、in vitroの合成、例えばペプチドの合成もまた使用することができる。
“活性な”ポリペプチドまたはポリペプチドフラグメントは、表1および3に示したSHAAGtideポリペプチドの活性と必ずしも同一でなくてもよいが、類似の生物学的および/または免疫学的活性を保持している。免疫学的活性は、免疫応答の惹起または増強におけるSHAAGtideの実際の生物学的役割ではなく、ポリペプチド自体についてここで議論している文脈において、SHAAGtide抗原のエピトープに対する特異的抗体がSHAAGtideに結合することにおけるSHAAGtideポリペプチドの1つの側面をいう。生物学的活性は、天然のSHAAGtideポリペプチドに起因する阻害または刺激のいずれかの機能をいう。SHAAGtideポリペプチドの生物学的活性は、例えば走化性、免疫応答の誘発、増幅、または手助けを含む。投与依存性を含むまたは含まない特定の生物学的アッセイ(実施例参照)を用いて、SHAAGtide活性を決定することができる。SHAAGtideの生物学的活性な部分をコードする核酸フラグメントは、SHAAGtideの生物学的活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列を単離し、SHAAGtideのコードされた部分を発現させ(例えばin vitroの組換え発現により)、SHAAGtideポリペプチドのコードされた部分の活性を評価することにより、調製することができる。
一般にSHAAGtideポリペプチド様の機能を保持しているSHAAGtideポリペプチド変異体は、配列の特定の位置の残基が他のアミノ酸で置換されているあらゆる変異体を含み、さらに元のタンパク質の2つの残基間に付加的な1つまたは複数の残基が挿入されている可能性、ならびに元の配列から1つまたはそれ以上の残基を欠失している可能性を含む。あらゆるアミノ酸の置換、挿入、または欠失は本発明に包含される。好ましい環境において、この置換は上に定義したような保存的置換である。
“SHAAGtideポリペプチド変異体”は、少なくとも以下を有する活性なSHAAGtideポリペプチドを意味する、すなわち:(1)完全長のSHAAGtide配列と約70%のアミノ酸配列の同一性、または(2)完全長のSHAAGtide配列のあらゆるフラグメント、を有するものとする。例えばSHAAGtide変異体は、1つまたはそれ以上のアミノ酸残基が配列番号1−6、13の配列のN末端またはC末端で付加または欠失されているSHAAGtideポリペプチドを含む。SHAAGtideポリペプチド変異体は、SHAAGtideポリペプチド配列との少なくとも約70%のアミノ酸配列同一性、より好ましくは少なくとも約71%のアミノ酸配列同一性、より好ましくは少なくとも約72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%のアミノ酸配列同一性、最も好ましくは少なくとも約99%のアミノ酸配列同一性を有するものとする。
“アミノ酸配列同一性パーセント(%)”は、2つの配列を整列させた際に、候補配列における、SHAAGtide配列中のアミノ酸残基と同一なアミノ酸残基のパーセンテージとして定義する。アミノ酸同一性%を決定するため、配列を整列させ、必要であればギャップを導入して配列の最大の同一性%を達成する;保存的置換は配列の同一部分とみなさない。同一性パーセントを決定するためのアミノ酸配列の整列法は、当業者に公知である。公開されている入手可能なコンピューターソフトウェア、例えばBLAST、BLAST−2、ALIGN2またはMegalign(DNASTAR)ソフトウェアを用いてポリペプチド配列を整列することができる。比較する配列の全長にわたり最大の整列を達成するために必要なあらゆるアルゴリズムを含む、整列を測定するためのパラメータを決定することができる。
アミノ酸配列を整列させる場合、与えられたアミノ酸配列Bに対する与えられたアミノ酸配列Aのアミノ酸配列同一性%(あるいは、与えられたアミノ酸配列Bと同一の、あるアミノ酸配列同一性%を有するまたは含む、与えられたアミノ酸配列Aとして表すこともできる)は、以下のように計算することができる:
アミノ酸配列同一性%=X/Y・100
ここで
Xは、AおよびBの配列整列プログラムまたはアルゴリズムの整列により完全マッチとしてスコアされたアミノ酸残基の数である
そして
Yは、B中のアミノ酸残基の総数である。
アミノ酸配列Aの長さがアミノ酸配列Bの長さと等しくない場合、Bに対するAのアミノ酸配列同一性%は、Aに対するBの核酸配列同一性%とは等しくならない。
キメラポリペプチドおよび融合ポリペプチド
融合ポリペプチドは発現の研究、細胞の局在化、バイオアッセイ、SHAAGtideの精製において、そして重要なことにはこのペプチドを目的の抗原と融合させてもよい場合の、アジュバントへの適用において有用である。SHAAGtideの“キメラポリペプチド”または“融合ポリペプチド”は、SHAAGtideではないポリペプチドと融合させたSHAAGtideを含む。SHAAGtideではないポリペプチドは、SHAAGtide(配列番号1−6、13)と実質的に相同ではない。SHAAGtide融合ポリペプチドは、いかなる数の生物学的活性部分をも含む、SHAAGtide全体のあらゆる部分を含んでもよい。一部の宿主細胞では、異種のシグナル配列の融合がSHAAGtideの発現および/または分泌を改善し得る。
融合相手を利用して、SHAAGtideを治療に適合させることができる。SHAAGtide−Ig融合ポリペプチドを免疫原として使用して、被験者の体内で抗SHAAGtide Absを産生させ、SHAAGtideリガンドを精製し、SHAAGtideと他の分子との相互作用を阻害する分子をスクリーニングすることができる。加えて目的の抗原との融合を用いて、ワクチン接種/免疫化の方法を促進することができる。
融合ポリペプチドは、組換え法を用いて容易に作成することができる。SHAAGtideをコードする核酸を、非SHAAGtide、例えば免疫化する(複数の)抗原をコードする核酸、とインフレーム(in-frame)で、SHAAGtideのNH−またはCOO−末端または配列中に融合させることができる。融合遺伝子はまた、自動DNA合成装置を含む従来技術により合成することもできる。2つの連続する遺伝子フラグメント間の相補的なオーバーハングを生じるアンカープライマーを用いてのPCR増幅は、続いてのアニーリングおよび増幅によりキメラ遺伝子配列を作製することができる(Ausubel et al., 1987)。融合部分にインフレームのSHAAGtideのサブクローニングを促進する多くのベクターを、市販で入手することができる。
ミメティック
SHAAGtideのポリペプチドミメティックもまた使用することができる。“ミメティック”および“ペプチドミメティック”という用語は、実質的にSHAAGtideポリペプチドと同じ構造的および/または機能的特徴を有する、化学的合成化合物をいう。ミメティックは、合成されたアミノ酸の非天然類似体から全て構成される、または部分的に天然のペプチドアミノ酸と部分的にアミノ非天然酸類似体とのキメラ分子からなるかのいずれかとすることができる。ミメティックはまた、天然のアミノ酸の保存的置換のいかなる量も組み込むことができる。ポリペプチドミメティック組成物は、典型的には以下の3つの構造群からなる、天然ではない構造成分のあらゆる組み合わせを含有することができる:その構造群として(a)天然のアミド結合(“ペプチド結合”)の結合方法以外の連結基の残基;(b)天然に発生するアミノ酸残基に代わる天然ではない残基;または(c)二次構造の擬態を誘導する残基、すなわち二次構造、例えばβターン、γターン、βシート、αヘリックス立体配座等を誘導または安定化する残基、などが挙げられる。
ポリペプチド残基の全てまたは一部が天然のペプチド結合以外の化学的方法により結合している場合、そのポリペプチドはミメティックと特徴付けることができる。個々のペプチドミメティックの残基は、ペプチド結合、その他の化学的結合、またはカップリングの方法により、例えばグルタルアルデヒド、N−ヒドロキシスクシンイミドエステル、ニ官能マレイミド、N,N’−ジクロヘキシルカルボジイミド(DCC)またはN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド(DIC)により結合することができる。従来のアミド結合(“ペプチド結合”)の結合方法に代わることのできる連結基として、例えばケトメチレン(例えば−C(=O)−NH−に対応する−C(=O)−CH−)、アミノメチレン(CH−NH)、エチレン、オレフィン(CH=CH)、エーテル(CH−O)、チオエーテル(CH−S)、テトラゾール(CN−)、チアゾール、レトロアミド、チオアミド、またはエステルを含む(Spatola (1983)Chemistry and Biochemistry of Amino Acids, Peptides and Proteins(アミノ酸、ペプチドおよびタンパク質の化学および生化学)第7巻、pp267-357、”Peptide Backbone Modifications”(ペプチド骨格の修飾)、Marcell Dekker, NY)。
ポリペプチドはまた、天然に存在するアミノ酸残基に代わり、全てまたは一部の天然ではない残基を含むことにより、ミメティックと特徴付けることができる。天然ではない残基、ならびにアミノ酸の各クラスに関する適当な置換(表B)は、よく知られている。例えば芳香族アミノ酸のミメティックは、例えばD−またはL−ナフチルアラニン;D−またはL−フェニルグリシン;D−またはL−2チエニルアラニン;D−またはL−1、−2、3−または4−ピレニルアラニン等で置き換えることにより作製することができる。
他のミメティックは、プロリンおよびリジンのヒドロキシル化;セリン残基またはトレオニン残基のヒドロキシル基のリン酸化;リジン、アルギニンおよびヒスチジンのαアミノ基のメチル化;N末端アミンのアセチル化;主鎖のアミド残基のメチル化またはN−メチルアミノ酸による置換;またはC末端カルボキシル基のアミド化により作製されるものを含む。天然のポリペプチドの成分はまた、反対のキラリティーをもつアミノ酸またはペプチドミメティック残基により置き換えることもできる。
ミメティックはまた、構造的にミメティックな残基、特に二次構造、例えばβターン、βシート、αヘリックス構造、γターン等を誘導または擬態する残基を含有する組成物を含む。例えばペプチド中でのD−アミノ酸;N−α−メチルアミノ酸;C−α―メチルアミノ酸;またはデヒドロアミノ酸による天然のアミノ酸残基の置換は、βターン、γターン、βシートまたはαヘリックス立体配座を誘導または安定化させることができる。
環式ペプチド
一部の場合、環式SHAAGtideペプチドは有利となり得る。SHAAGtideを環式化するため、ペプチドに含まれるシステイン残基を酸化してS−Sダイマーまたはより大きなポリマー(トリマー等)を酸化により形成することができる。ペプチド中の互いに遠位に位置する2つのシステインを酸化して、1つまたはそれより多くの機能的なアミノ酸配列を含む環式ペプチドを調製することができる。
本発明の実践
SHAAGtide活性を実証するアッセイ
(a)in vitroアッセイ
SHAAGtideは、アジュバントとして使用する際に一定の特性を有する;すなわち免疫応答を増強、惹起または調節する。SHAAGtideのその他の活性として、ホルミルペプチド受容体様−1(formyl-peptide receptor-like-1)(FPRL1)受容体を発現する細胞を含むある種の細胞における走化性の誘導を含む活性が知られている。in vitroの走化性(細胞の遊走)のアッセイを用いて、SHAAGtideの走化性の特性を同定することができる。このようなアッセイは、多孔性膜を用いて候補の化学誘引物質から細胞を物理的に分離して、膜の一方から他方への細胞の遊走をアッセイすることにより、細胞の遊走を示す。例として従来の細胞遊走アッセイ、例えばChemoTx(登録商標)システム(NeuroProbe, Rockville, MD; (Goodwin, 米国特許5,284,753号、1994年))または他のあらゆる適切な装置またはシステム(Bacon et al., 1988; Penfold et al., 1999)を使用することができる。標的受容体を発現する細胞を集める。候補化合物、例えばSHAAGtideペプチドまたはその他のケモカイン/ケモカイン様化合物を、バッファー中の系列希釈により通常一連の濃度にて調製する。濃度範囲は典型的には0.1nMと10mMの間とするが、検査する化合物により多様となる。
細胞の遊走アッセイを始めるため、様々な濃度の候補化合物の溶液を細胞遊走装置の低いほうのチャンバーに加え、細胞懸濁液を多孔性膜(細胞のタイプおよび細胞のサイズに依存して約3μmから約5μm)で分離する高いほうのチャンバーに加える。細胞を、過湿した組織培養インキュベーター中で60分から180分間、培養条件(ヒト細胞に関しては約37℃)下でインキュベーションする。インキュベーション時間は細胞のタイプに依存し、必要な場合は経験的に決定することができる。
アッセイ終了後、装置の高いほうのチャンバーの遊走していない細胞を、ゴムベラまたは他の手動の方法、酵素的にまたは化学的に、例えばEDTA溶液およびEGTA溶液を用いて除去する。2つのチャンバーを分離する膜を装置から外し、ダルベッコのリン酸緩衝化生理食塩水(DPBS)または水ですすぐ。次に低いほうのチャンバーに遊走した細胞数を決定する。バックグラウンド(走化性化合物または候補化合物を含まない)以上のレベルの細胞の遊走が、候補化合物が検査した細胞に対して走化性であることを示す。
候補化合物が約1pMから約1μm(例えば約1nMと500nMの間、例えば1nM,約10nM、約100nM、または約1pg/mlと約10μg/mlの間、例えば約1ng/mlと1μg/mlの間、例えば約10ng/ml、約100ng/mlもしくは約1μg/ml)の濃度で、ネガティブコントロールの少なくとも2倍から8倍またはそれより多くまで、細胞を誘引していれば、この化合物は特定の細胞タイプに対して走化性があると考慮される。
(b)in vivoのアッセイ
化合物の走化性の特性は動物、例えば哺乳類、例えばヒト以外の霊長類およびマウスで決定することができる。1つのin vivoのアッセイにおいて、候補化合物(例えばPBS中2−20μg)を皮内注射にて投与する。約24から約96時間またはそれ以上の後、細胞の浸潤の存在の有無をルーチーンの組織学的技術を用いて決定する。浸潤物が存在している場合には、細胞をタイプ(単球、好中球、樹状細胞、等)により同定し定量する。
SHAAGtideの治療への適用
SHAAGtide組成物
SHAAGtideポリペプチド(配列番号1−6、13)または誘導体、類似体等は、組成物、例えば免疫応答を惹起、増強または調節するために使用する組成物中にて投与することができる;1つまたはそれより多くのSHAAGtideポリペプチド(配列番号1−6、13)を含んでもよい。この組成物は目的の抗原を含んでもよい;しかし、SHAAGtideポリペプチドはそれ自体で投与してもよい。一部の態様ではSHAAGtideポリペプチドは、他の分子、例えばポリペプチドまたは多糖の免疫原を含有する他の投与に連続して投与する。
1つの側面において本発明の方法は、SHAAGtide組成物に加えて、1つの免疫原の投与を伴う。これらの組成物は被験者の同じ物理的部位に投与する。例えばこの免疫原をSHAAGtide組成物と組み合わせて、それらの混合物を一緒に投与(例えば注射)してもよい。あるいはこの組成物および抗原を別々に被験者の同じ領域に投与する(例えば同じ部位に注射する、同じ部位に局所的に投与する、等)。異なる組成物は異なる時間に投与する。
SHAAGtide組成物はまた、抗原を伴わずに投与する(例えば癌細胞への免疫応答を惹起させるための固形腫瘍内への注射、または固形腫瘍の周辺組織内、例えば固形腫瘍から2cm以内への注射)ことができる。特定のメカニズムに拘束する意図はないが、SHAAGtideは内因性(例えば腫瘍)の抗原への免疫応答を、投与部位へのAPCの動員により促進すると考えられる。
SHAAGtide組成物はさらに賦形剤または担体を含んでもよい。SHAAGtide組成物はまた、1つまたはそれ以上の免疫原(抗原;すなわち免疫応答を誘導、増強または調節することが望まれる抗原)を含んでもよい。
SHAAGtide組成物は、従来のアジュバントを含んでもよい。従来のアジュバントは典型的には可溶性タンパク質の抗原を粒子状物質に変換する。従来のアジュバントは、フロイント不完全アジュバント、フロイント完全アジュバント、Merck65、AS−2、ミョウバン、リン酸アルミニウム、水酸化アルミニウムのようなミネラルゲル、およびリゾレシチンのような界面活性物質、プルロニックポリオール、ポリアニオン、ペプチド、油性エマルジョン、キーホールリンペットヘモシアニン、およびジニトロフェノールを含む。その他の有用なアジュバントとして、細菌きょう膜多糖、デキストラン、IL−12、GM−CSF、CD40リガンド、IFN−γ、IL−1、IL−2、IL−3、IL−4、IL−10、IL−13、IL−18またはサイトカイン、または細菌DNAフラグメントを含むが、これに限定されない。
抗原
1つの側面において、本発明は抗原、例えば予め決定されたまたは特定された抗原に対する免疫応答を惹起または増強する方法を提供する。抗原は抗体と反応する分子である。一部の態様において抗原は免疫原である。一部の態様において抗原はタンパク質の担体に連結させる。例えばSHAAGtideおよび抗原を、例えば融合タンパク質、化学的架橋、または例えばビオチンとストレプトアビジンのような複合体により、物理的に連結させることができる。
抗原(免疫原)は典型的にはペプチド、ポリペプチド、化学的化合物、微生物病原体、細菌(例えば生きている、弱毒化した、または不活性化した細菌)、ウイルス(不活性化したウイルス粒子、修飾した生きているウイルス粒子、および組換えウイルス粒子)、組換え細胞、糖タンパク質、リポタンパク質、糖ペプチド、リポペプチド、変性毒素、炭水化物、腫瘍特異的抗原、およびその他の病原体の免疫原性成分である。2つまたはそれ以上の抗原の混合物を使用してもよい。抗原は精製してもよい。一部の態様において、抗原はSHAAGtideポリペプチドと(共有結合または非共有結合により)結合させてもよい。
本発明を使用して、暴露の前に外因性の外来感染性病原体物質からの防御を提供する。加えて本発明を使用して、人がすでに暴露されている外因性の外来病原体に対して、またはその人が暴露されたことを示す症状に対して、治療効果を提供することができる。本発明を使用して、黒色腫、肺癌、甲状腺がん、乳癌、腎細胞癌、扁平上皮細胞癌、脳腫瘍、および皮膚癌を含む癌を治療することができるが、これに限定されない。例えばこの抗原は、腫瘍に関連する抗原(腫瘍特異的抗原)であってもよい。腫瘍抗原は分子、特に細胞表面タンパク質であり、非腫瘍細胞と比較して腫瘍細胞において特異に発現される。
予防への使用として、SHAAGtideを含む組成物を(例えば免疫原と共に)被験者に投与する。治療への使用として、SHAAGtideを含む組成物は、一度疾患が検出され、診断され、または治療さえされた後、例えば腫瘍の外科的切除後、に被験者に投与する。
本発明の例示的な抗原またはワクチン成分は、微生物病原体由来の抗原を含む。例えば細菌[例えば百日咳(百日咳菌(Bordetella pertussis)、不活性化した全菌体);コレラ(コレラ菌(Vibrio cholerae)、全死菌体);髄膜炎(髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)、菌体由来の多糖);ライム病(Borrelia burgdorferi、リポタンパク質OspA);ヘモフィルスB(B型インフルエンザ菌(Haemophilus influenza B ) 多糖、破傷風菌コンジュゲーションまたはOmpC);肺炎(肺炎連鎖球菌(Streptococcus pneumoniae)きょう膜多糖;腸チフス(腸チフス菌(Salmonella typhi)多糖ワクチン、全死菌体]、インフルエンザウイルス;A型肝炎;B型肝炎;C型肝炎;麻疹;風疹ウイルス;流行性耳下腺炎;狂犬病;ポリオウイルス;日本脳炎ウイルス;ロタウイルス;水痘;の不活性化したウイルス粒子、修飾した生きているウイルス粒子、および組換えウイルス粒子を含むウイルス]、ジフテリア(ジフテリア菌(Corynebacterium diphtheriae))および破傷風(破傷風菌(Clostridium tetani))を含む。
ポリヌクレオチド走化性組成物
SHAAGtide、抗原、またはその双方は、in situでポリペプチドが産生されるようにポリヌクレオチドとして送達してもよい。裸のポリヌクレオチドの場合、ポリヌクレオチドを担体、例えば細胞内に効率的に輸送される生体内で分解可能なビーズ上にコーティングすることにより、細胞による取り込みを増加させることができる。このようなワクチンにおいてポリヌクレオチドは、核酸発現系、細菌およびウイルスの発現系を含む様々な送達システムのいずれかに組み込んでもよい。
生物体から生物体へ遺伝物質を往復(shuttle)させるために使用するベクターは、2つの一般的なクラスに別けることができる:クローニングベクターは、適当な宿主細胞の増殖に必須ではない領域で、そこに外来DNAを挿入することのできる領域をもつ、複製するプラスミドまたはファージである;外来DNAは、あたかもそれがベクターの一成分であるかのように複製、増殖される。発現ベクター(例えばプラスミド、酵母、または動物のウイルスゲノム)は、外来DNA、例えばSHAAGtideを転写、翻訳する目的で、宿主の細胞または組織中に外来の遺伝子物質を導入するために使用する。発現ベクターにおいて導入されるDNAは、挿入されたDNAを転写するように宿主細胞にシグナルを送るプロモーターのような要素に、機能可能なように連結させる。特定の因子に反応して遺伝子の転写をコントロールする誘導可能なプロモーターは、ことのほか有用となり得る。誘導可能なプロモーターに対して機能可能なように連結されたSHAAGtideおよび/または抗原ポリヌクレオチドは、SHAAGtideおよび/または抗原ポリペプチドまたはフラグメントの発現をコントロールすることができる。古典的な誘導可能なプロモーターの例は、α−インターフェロン、熱ショック、重金属イオン、および、例えばグルココルチコイドのようなステロイド(Kaufman, 1990)、およびテトラサイクリンに応答するものを含む。他の望ましい誘導可能なプロモーターとして、コンストラクトが導入されている細胞には内因性ではないが、誘導物質を外因的に供給するとこれらの細胞内で応答する物を含む。一般に有用な発現ベクターは、しばしばプラスミドである。しかし発現ベクターの他の形、例えばウイルスベクター(例えば複製欠損レトロウイルス、アデノウイルス、およびアデノ随伴ウイルス)も考慮することができる。
ベクターの選択は、使用する生物体または細胞、およびベクターの所望の行く末により決定される。ベクターは標的細胞内で1回複製させてもよく、または“自殺”ベクターとしてもよい。一般にベクターはシグナル配列、複製開始点、マーカー遺伝子、エンハンサー要素、プロモーター、および転写終結配列を含む。
SHAAGtide(斜体)および免疫原(抗原)の投与
SHAAGtide組成物は1つもしくはそれ以上の抗原、または抗原をコードするポリヌクレオチドを含有してもよい。抗原はSHAAGtideと組み合わせて(すなわち同一の混合物中で)投与することができる。あるいはこれらを別々に投与することができる。1つの側面において本発明は、1つまたはそれより多くの抗原(または抗原をコードするポリヌクレオチド)および1つまたはそれより多くのSHAAGtide(またはSHAAGtideをコードするポリヌクレオチド)を組み合わせて、被験者に投与される免疫感作の方法を提供する。抗原またはSHAAGtideは、送達ビヒクル、例えば生理学的に受容可能な賦形剤中にて投与してもよい。
抗原はSHAAGtide組成物と同時に投与してもよい、または抗原およびSHAAGtide組成物を異なる時間に、典型的には同じ部位に投与する。例えば走化性組成物(抗原を含まない)を、抗原の投与前の約15分および約96時間の間に、より頻繁には抗原の投与前の約15分および約48時間の間に、より頻繁には24時間および96時間の間に、しばしば約48時間および72時間の間、または72時間および96時間の間に投与することができる。
SHAAGtide組成物および抗原組成物を被験者の同一部位に注射する場合、好ましくは注射は、体の二次元表面上の互いに2cm以内、好ましくは互いに1cm以内または好ましくは0.5cm以内とする。投与はまた、類似の深さおよび同じ組織層に行わうべきである。筋肉内注射では深さをより正確にモニターして、SHAAGtideおよび抗原を、互いに2cm以内、好ましくは1cm以内、より好ましくは0.5cm以内の三次元的に等しい位置に行うべきである。注射部位は、医師の助けとなるよう、消えないインクでマークすることができる。
組成物は1回の用量(投与)で与えてもよい。しかし初回の投与に続いてブースター投与を行ってもよい。例えばSHAAGtide組成物は、しばしば抗原と組み合わせて(例えば同時投与により)複数回の用量で投与する。SHAAGtide組成物(所望により抗原を含む)は1回、2回、3回、またはそれより多くの回数で投与してもよい。被験者に投与する用量の回数は、抗原、疾患の程度、およびSHAAGtide組成物に対する被験者の反応に依存する。本発明の範疇において用量の適切な回数として、予め決定された抗原に対して動物を免疫感作するために必要なあらゆる回数を含む。
SHAAGtide組成物および抗原の2回目の投与(ブースター)は、初回投与後約7日および1年の間に与えることができる。初回と2回目の投与間の時間は、初回投与後14日から6ヶ月、21日および3ヶ月の間、しばしば約28日および2ヶ月の間とすることができる。3回目の投与(2回目のブースター)は、初回投与後約14日および10年の間、例えば約14日および3年の間、しばしば約21日および1年の間、より頻繁には約28日および6ヶ月の間に与えることができる。その後のブースターは2週間の間隔をおいて、または1ヶ月、3ヶ月、または6ヶ月から10年の間隔をおいて投与することができる。
様々なワクチンの投与量および投与計画を、容易に発展させることができる;投与に関する本発明のSHAAGtide、抗原、またはSHAAGtideおよび抗原のいくつかの組み合わせの有効な用量および投与回数の決定もまた、十分に当業者の能力の範囲内である。
有効な用量
典型的には、抗原に対して動物を免疫感作するのに十分なSHAAGtideおよび抗原の量(すなわち“免疫学的に有効な用量”または“治療上有効な用量”)を、被験者に投与することになる。“免疫学的に有効な用量”を達成するために適する量は、部分的にはSHAAGtideおよび抗原の組成物、投与法、治療する疾患の段階および重症度、被験者の体重および一般的健康状態、および処方する医師または他の資格者の判断に依存することになる。
抗原およびSHAAGtideの有効な用量は、免疫応答の誘導を達成するための動物モデルにおいて処方することができる;このようなデータを用いて、動物のデータに基づいたヒトへの投与を容易に至適化することができる(実施例参照)。SHAAGtideがポリペプチドである場合、用量は典型的には約1fgおよび約100μgの間、しばしば約1pgおよび約100μgの間、より頻繁には約1ngおよび約50μgの間、通常約100ngおよび約50μgの間であろう。一部の態様において用量は、被験者の体重1kg当たり約1fgおよび約100μgの間、被験者の体重1kg当たりしばしば約1pgおよび約100μgの間、より頻繁には約1ngおよび約50μgの間、通常約100ngおよび約50μgの間とする。
抗原の量は、その抗原の同一性および特性に伴い多様となる。SHAAGtide組成物は、1つまたはそれより多くの抗原および1つまたはそれより多くのSHAAGtideを、SHAAGtide対抗原で、約1:1000またはそれ以上のモル比または重量比で含むことができる。他の有用な比率は約1:10および1:1000の間、約1:10および1:1000の間、または1:1000より大である。組成物中の抗原対SHAAGtideの比率は約1:10および10:1の間で変化させることができる。
担体、賦形剤、従来のアジュバント、投与法
本発明のSHAAGtideを含む組成物は、様々な方法および様々な形で投与してもよい。SHAAGtide組成物は担体および賦形剤、例えばバッファー、炭水化物、マンニトール、タンパク質、ポリペプチド、またはグリシンのようなアミノ酸、抗酸化剤、静菌剤、キレート剤、懸濁剤、増粘剤、および/または保存剤;水、オイル、生理食塩水、水性デキストロースおよびグリセロール溶液、生理的状態に近づけるために必要とされるその他の医薬的に受容可能な補助的物質、例えばバッファー剤、等張剤(tonicity adjusting agents)、湿潤剤、等を含むことができる。従来のアジュバントをまた組成物中に組み込ませてもよい。
あらゆる適切な担体を使用して本発明の組成物を投与してもよいが、担体のタイプは投与方法に依存して多様となるであろう。化合物はまたリポソーム中に封入してもよい。生体内で分解可能なミクロスフェアは、一部の場合担体として好都合である;例えば(Tice et al., 米国特許5,942,252号、1999年)に記載されている場合である。
組成物の滅菌、例えば従来技術または滅菌フィルターにより行われる滅菌は望ましい。得られる水溶液はそのままで、または凍結乾燥して使用するように梱包することができる。
本発明のSHAAGtide組成物は、注射(例えば皮内、皮下、筋肉内、腹腔内等)による、吸入による、局所投与による、座剤による、経皮パッチを使用することによる、または経口による方法を含む、様々な方法で投与してもよい。
注射で投与する場合、組成物は水溶液、好ましくは生理学的に適合性のあるバッファー、例えばハンクス液、リンガー液、または生理学的な生理食塩水バッファー中に処方してもよい。この溶液は製剤化剤、例えば懸濁剤、安定剤および/または分散剤を含んでもよい。あるいは走化性組成物は使用前に、適切なビヒクル、例えば滅菌した発熱物質を含まない水で調製するための粉末の形としてもよい。吸入送達用の組成物は、加圧されたパックからのエアゾールスプレー、または適切な噴霧剤、例えばジクロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、二酸化炭素またはその他の適切なガスを使用するネブライザーとしてもよい。加圧されたエアゾールの場合、投与ユニットは計量された量を送達するためのバルブを提供することにより決定してもよい。吸入器(inhalerまたはinsufflator)に使用するための、例えばゼラチンの、カプセルおよびカートリッジは、タンパク質および適切な粉末ベース、例えばラクトースまたはスターチ、の粉末混合物を含有して処方してもよい。局所投与の場合組成物は、当該技術分野で公知のような溶液、ゲル、軟膏、クリーム、懸濁液等として処方してもよい。一部の態様において、投与は経皮パッチの手段による。座剤組成物はまた、従来の座剤ベースに処方してもよい。
投与が経口の場合、組成物は医薬的に受容可能な担体と組成物を組み合わせることにより、容易に製剤化することができる。固体の担体には、マンニトール、ラクトース、ステアリン酸マグネシウム等を含む;このような担体は、経口摂取用の、錠剤、ピル、ドラジェー、カプセル、液体、ゲル、シロップ、スラリー、懸濁液等の形をとることができる。この様な製剤は、粉末、カプセルおよび錠剤としてもよい;適切な賦形剤は、充填剤、例えば砂糖、セルロース調製物、顆粒化剤、および結合剤を含む。
核酸分子、例えばSHAAGtideをコードする分子を、ベクター中に挿入し、遺伝子療法のベクターとして使用することができる。遺伝子療法の技術は近年目覚しく進歩し、すばらしい成功を治めている(Meikle, 2002)。遺伝子療法のベクターは、例えば静脈内注射、局所投与により(Nabel and Nabel, 米国特許第5,328,470号、1994年)、または定位の注射(Chen et al., 1994)により、被験者に送達することができる。遺伝子療法ベクターの医薬的調製物は、受容可能な希釈剤を含むことができる、または遺伝子送達ビヒクルを包埋する徐放性マトリックスを含むことができる。あるいは完全な遺伝子送達ベクターを組換え細胞、例えばレトロウイルスベクター、から完全な形で産生させることができる場合には、医薬的調製物は遺伝子送達系を産生する1つまたはそれより多くの細胞を含むことができる。
その他の好都合な担体として、多価担体、例えば細菌きょう膜多糖、デキストランまたは遺伝子工学によるベクターを含む。加えて持続的放出の処方物は、例えばSHAAGtide分子および/または抗原を含み、持続的放出の製剤物質を用いない場合には、SHAAGtideおよび/または抗原が被験者の全身から排除される、または分解されてしまうような長期間にわたり、SHAAGtideおよび/または抗原の放出が可能とする。
モノクローナル抗体およびポリクローナル抗体産生のためのワクチン接種
結合フラグメント(例えばF(ab)2)および一本鎖のバージョンを含む、ポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体の作製法はよく知られている。しかし多くの抗原は適当な抗体応答を引き起こすことができない。1つの態様において、本発明のSHAAGtideおよび抗原を含む組成物を動物に投与し、それによりその動物の体内で免疫応答を誘導または増強させる。ポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体をその後標準的な技術により調製する。
自然免疫応答の刺激
もう1つの側面において本発明の組成物を被験者に投与して、自然免疫応答を刺激する。自然免疫応答は病原体に対する体の最初の防御であり、APCを含む様々な細胞により惹起される。これらの細胞は、外来源の分子(例えば細菌およびウイルスの核酸、タンパク質、炭水化物)を認識する表面および細胞質の受容体を発現する。これらのシグナルを察知して、樹状細胞およびマクロファージが、未成熟の樹状細胞、マクロファージ、NK細胞、および顆粒球のような細胞を攻撃部位に誘引するサイトカイン(インターフェロン、TNF−α、およびIL−12を含む)およびケモカインの放出を含む防御応答を惹起する。
本発明の組成物を使用して、樹状細胞およびその他の細胞を投与部位に誘引することができるが、体が適応応答を起こしている間に、非特異的防御を行う自然免疫応答の要素を惹起するようにこれらの細胞を刺激することもまたできる。例えばSHAAGtide組成物は、例えばバイオテロリズムにおいて不運にも適用される例を含む、予想される感染への暴露の前または後に(抗原を含まずに)投与される。もう1つの態様においてSHAAGtideは、“外来”分子(例えば細菌またはウイルスの核酸、タンパク質、炭水化物、またはそれらのエレメントを擬態する合成エレメント)とともに投与する。
キット
1つの側面において本発明は、パッケージまたは容器中に以下の1つまたはそれより多くを含むキットを提供する:(1)本発明のSHAAGtide組成物;(2)医薬的に受容可能なアジュバントまたは賦形剤;(3)抗原(例えば生物学的に純粋な抗原);(4)投与用のビヒクル、例えば注射器;(5)投与用の使用説明書。
キットを供給する際、組成物の異なる成分を別々の容器に梱包し、使用直前に混合してもよい。成分をこのように別々に梱包することで、活性を失わずに長期間の保存を可能にし得る。
キットに含まれる試薬は、異なる成分の耐用期間が保存され、容器の材料によって吸着されたり変化したりしないような、あらゆる種類の容器にて供給することができる。例えば封入ガラスアンプルは、凍結乾燥のSHAAGtideポリペプチドもしくはポリヌクレオチド、または中性の不活性ガス、例えば窒素下で封入したバッファーを含有してもよい。アンプルはあらゆる適切な材料、例えばガラス、有機ポリマー、例えばポリカーボネート、ポリスチレン等;セラミック、金属、または類似の試薬を保持するために典型的に使用されるその他のあらゆる材料からなってもよい。適切な容器の他の例は、アンプルと類似の材質から製作することのできる単純な形のビン、および、例えばアルミニウムまたは合金の箔で裏打ちされた内部を含んでなってもよい袋を含む。その他の容器として、試験管、バイアル、フラスコ、ビン、注射器、等を含む。容器は滅菌したアクセス口を有することができる、例えば皮下注射針で貫通することのできるストッパーのあるビンとすることができる。他の容器は、取り除いた時に複数の成分を混合できる、容易に除去できる膜により分離されている2つの部分を有していてもよい。除去できる膜はガラス、プラスチック、ゴム等であってもよい。
キットはまた、使用説明書と共に供給することができる。使用説明は、紙または他の材質に印刷してもよいし、および/または電気的に読み取れるメディア、例えばフロッピーディスク、CD−ROM、DVD−ROM、Zipディスク、ビデオテープ、オーディオテープ、等として供給することもできる。詳細な使用説明は物理的にもキットに添付しなくてもよい;代わりにユーザーが、キットの製造元または販売元の特定するインターネットのウェブサイトにて指示を受ける、または電子メールとして供給することができる。
以下の実施例は、本発明を説明するために提示しており、いかなる方法で限定することも意味するものではない。
実施例
実施例1 方法
他に記載がない場合、試薬はSigma Chemical Co. (St. Louis, MO)より入手した。
SHAAYtide(配列番号4)ペプチドの調製) 配列番号4のペプチド“SHAAYtide”は、化学的に合成、精製された(Phoenix Pharmaceuticals; Belmont, CA)。この材料をリン酸緩衝化生理食塩水(PBS)中に約1mg/mlの濃度で懸濁し、−20℃で保存した。
酵素結合免疫吸着検定法(Enzyme-linked immunosorbent assays)(ELISA)) まず96ウェルU底型のプラスチックディッシュを、1ウェル当たり100μl PBS中の1μg オボアルブミン(OVA)にて、オーバーナイト、コーティングした。翌日ディッシュをPBSですすぎ、5% ウシ胎児血清(FBS)を含むPBSでブロックし、再びPBSですすいだ。実験動物由来の血漿サンプル(以下参照)を10から10倍に希釈して、ディッシュに2時間加え、その後ディッシュを再びPBSですすいだ。次にディッシュをビオチン化したヤギ抗サルIgG検出抗体と共にインキュベーションした後、PBSですすぎ、ストレプトアビジンをリンクさせた西洋ワサビペルオキシダーゼ(SA−HRP)と共にインキュベーションした。PBSで最後のすすぎを行った後、HRP基質の2,2’−アジノビス[3−エチルベンゾチアゾリン−6−スルホン酸]−ニアンモニウム塩を加えた。発色は、ELISAプレートリーダーにて405nmで測定し、光学密度(OD)ユニットを任意の“抗体ユニット”に変換した。この場合1ユニットは、OVAを注射したマウスより採取したOVA特異的抗体を含有する腹水の系列希釈液により得られた標準曲線の、最大の応答の50%を示す血漿の希釈の逆数として定義する。
樹状細胞の精製) 実質的に精製された樹状細胞(成熟または未成熟の細胞の亜集団を含む)を調製することができる。樹状細胞の亜集団には以下を含む:(1)未成熟の末梢血単球に由来する細胞、(2)成熟した末梢血単球に由来する細胞、および(3)CD34を発現する前駆体に由来する細胞。
ヒトまたはマカークの様々な発達段階の樹状細胞は、特異的なサイトカインを用いてCD14を発現する血液前駆体より培養中で作成することができる。別の系列の樹状細胞は、臍帯血または骨髄由来のCD34を発現する前駆細胞から分化させることができる。最後に末梢血単核細胞(PMBC)由来の未成熟および成熟の樹状細胞もまた、作成することができる(Bender et al., 1996)。成熟した樹状細胞はマクロファージの条件培地および二本鎖RNA−ポリ(I:C)の刺激を用いて作成することができる(Cella et al., 1999; Romani et al., 1996; Verdijk et al., 1999)。
樹状細胞の集団が単離されたことを確認するには、樹状細胞の成熟化の間のケモカイン受容体の発現の著しい変化を利用して、細胞の段階を同定し確認することができる(Campbell et al., 1998; Chan et al., 1999; Dieu et al., 1998; Kellermann et al., 1999)。例えば作成された成熟樹状細胞は細胞マーカーおよび蛍光標示式細胞分画(FACS)を用いることにより特徴付けることができる。産生した(generated)樹状細胞は、未成熟な樹状細胞より、細胞表面上により高レベルのMHCクラスIIを発現する。CD80、CD83およびCD86の発現もまたアップレギュレートされる。ケモカイン受容体の発現もまた成熟化の間に劇的に変化する;例えばCCR1およびCCR5は成熟細胞ではダウンレギュレートされるが、CCR7はアップレギュレートされる。機能的な特徴もまた、細胞のタイプを確認するために活用することができる。例えば成熟樹状細胞は、抗原を効率的に取り込むことができないが、ナイーブT細胞およびB細胞の増殖を刺激する能力は獲得している。成熟樹状細胞はまたそれらの遊走の性質も変化し、CCR1、CCR2およびCCR5のリガンドに反応しないが、CCR7リガンドには新たに反応するようになる。
実施例2 SHAAGtide変異型(配列番号2)は樹状細胞を誘引する
本実施例は、樹状細胞を誘引するいくつかのケモカインおよびSHAAYtide(配列番号2)の能力を実証する、in vivoのアッセイについて述べる。
以下のケモカイン:vMCK−2、mC10およびGM−CFSはR&D Systems (Minneapolis, MN)より入手した。以下のペプチド:SHAAYtide(配列番号4)、SHAAGtide変異型(配列番号)のいくつかの構造的に修飾されたペプチド(すなわちMPR−Cysを連結させた環式化により環式化した)、コントロールペプチド(配列番号17、Gly Ala Ala His Ser Leu Thr Met Gln Pro Gly Ile Lys Arg Arg Trp Leu Met)、1:1または1:4のいずれかの比率でOVAとランダムにコンジュゲーションさせたもの(MBSカップリング法による)、およびC末端でOVAとコンジュゲーションさせたもの(C末端、システインを付加により作成)、およびSHAAGtide変異型(配列番号2)は、Phoenix Pharmaceuticals (San Carlos, CA)にて合成した。3つの別々の実験において、ケモカインまたはペプチド(PBS中の2μgまたは20μg)を、BALB/cまたはC57B1/6マウス(Jackson Laboratory; Bar Harbor, Maine)に皮内注射した。各実験において1頭のマウスにはネガティブコントロールとしてPBSのみを注射した。注射後様々な時間にマウスを安楽死させ、注射部位周囲の領域を採取し免疫学的に検討した。凍結した切片を樹状細胞の特異的分子を認識する抗DEC−205抗体(Bio-Whittaker Molecular Applications; Rockland, ME)で染色した(Kraal et al., 1986)。相対的な染色を0から5のスケールで数値化して各切片を表示した(0、なし;1、微量;2、軽度、3、中程度;4、重度)。結果を表7、8および9に示す。
表7、8および9に示したように、vMCK−2、C10、GM−CSF、SHAAYtide(配列番号4)、および投与されたすべての形のSHAAGtideは、DEC−205で標識された細胞の顕著な浸潤を示した。
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実施例3 SHAAYtide(配列番号4)のアカゲザルへの投与
異なる量(100μl PBS中8、20、または60μg)の異なるポリペプチド(表10参照)を麻酔下でアカゲザルに皮内注射した。24および48時間後に6mm皮膚パンチ生検を無菌技術にて採取し、二分した。一方の生検サンプルはOCT化合物中に包埋し、液体窒素中で瞬間凍結し、−70℃で保存した。他方のサンプルはホルマリンに漬け、パラフィンワックス中に包埋した;その後マイクロトームで切り出した切片をヘマトキシリンおよびエオシンで染色し、顕微鏡下で皮膚内への細胞の浸潤を観察した(表10)。ネガティブコントロールとして、いかなるポリペプチドも含まないPBSをサルに注射した。
単核細胞の浸潤を0から5のスコアで表した:0、真皮を通して非常に軽度の血管周囲の単核球の炎症性浸潤;1、真皮を通して認められる軽度の血管周囲の単核球の炎症性浸潤;2、真皮を通して認められる軽度/中程度の血管周囲の単核球の炎症性浸潤;3、真皮を通して認められる中程度の血管周囲の単核球の炎症性浸潤;4、真皮を通して認められる広範囲の血管周囲の単核球の炎症性浸潤;5、真皮を通して認められる鮮紅色の血管周囲の単核球の炎症性浸潤。中間のスコアは、例えば“2/3”は2および3の間のスコアを表すものとして示す。
表10に示したように、20μgのSHAAYtide(配列番号4)は、2頭の動物の1頭に中程度の強さの浸潤をもたらした。vMCK−2は細胞の劇的な浸潤をもたらした。20μgの投与は、60μgおよび8μgの投与に比較してより多くの浸潤をもたらした。vMIP−1は、検査したすべての用量で軽度の浸潤をもたらした。より低濃度のケモカインを使用した類似の実験とは反対に、mC10は今回の実験では、浸潤はわずかのみから全く認められないという結果を示した。VKB8−1は、今回の実験では浸潤は認められなかった。
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実施例4 浸潤している細胞の同定
実施例3で認められた浸潤している細胞(表10)のアイデンティティをより確実に定義するため、同じサンプルを異なる細胞のタイプに特異的な複数の抗体を用いて免疫組織化学的に分析した。これらの抗体として以下を含む:CD68(マクロファージ、好中球および樹状細胞上に発現される)、MHC II(抗原提示細胞、例えばマクロファージおよび樹状細胞)、HAM−56(マクロファージ)、fascin(樹状細胞、内皮細胞および表皮細胞)、エラスターゼ(好中球)、サイトケラチン(表皮細胞)、CD3(T細胞)、CD20(B細胞)、およびCD1a(ランゲルハンス細胞)。
vMCK−2を注射した皮膚サンプルは、主として好中球および、マクロファージおよび樹状細胞を含む抗原提示細胞を含んでいた。mC10を注射した皮膚サンプルは、主としてマクロファージおよび樹状細胞を含む抗原提示細胞を含んでいたが、好中球はわずかしかなかった。vMIP−1を注射した皮膚サンプルは、わずかに樹状細胞を伴うが主として好中球およびマクロファージを含んでいた。3種のケモカインの各皮膚サンプルにおいて、T細胞はわずかのみ、B細胞は全く認められなかった。
実施例5 アカゲザルにおけるSHAAYtide(配列番号4)のアジュバントの活性
SHAAYtide(配列番号4)ならびにケモカインmC10およびvMCK−2は、注射部位に樹状細胞を含むAPCを動員したため、これらのペプチドを、同時に注射した外来抗原に対する免疫応答を増強する免疫感作アジュバントとして作用するそれらの能力について検査を行った。1群当たり3頭のサルとする5群のサルに、ニワトリオボアルブミン(OVA)を抗原として皮内注射した。第1群のサルにはOVAのみを、第2群には、標準的なアジュバントである不完全フロイントアジュバント(IFA)と1:1でエマルジョン化したOVAを投与した。第3群にはOVA、IFA、およびvMCK−2を、第4群にはOVA、IFA、およびmC10;そして第5群にはOVA、IFA、および配列番号4を投与した。製剤(2mg OVAおよび16μg ポリペプチドを含む)は、皮膚内に100μlで注射した。末梢血10mlを各サルから1週間に2回、3週間採血し、その後血液サンプルをフィコールを用いて遠心し、赤血球および顆粒球を除去した。血漿上清をサンドイッチELISAにより分析し、抗OVA抗体のレベルをOVAをコートしたプラスチックディッシュおよびビオチン化した抗サルIgG検出抗体を用いて決定した。“抗体ユニット”(実施例1参照)にて報告した結果を表11に示す。報告された数値は、15頭のサルの血漿中の抗体ユニット/mlで表した、OVA特異的IgGのレベルを示す。各横枠は、免疫後の時間にわたる個々のサルの応答を示す。
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表11に示したように、OVAおよびIFAを注射したサルは、第12日に始まる血中の抗OVA IgGの産生により実証されたように、OVAに対して顕著な抗体反応を引き起こした。比較すると、OVA、mC10およびIFA、またはOVA、shaagおよびIFAを注射したサルにおけるOVA特異的IgGのレベルは、それぞれmC10または配列番号4を与えていないサルの値に比して、かなり高かった。
実施例6 マウスにおけるSHAAYtide(配列番号4)のアジュバントの活性
BALB/cマウスに100μl中のOVA 10μg(表12)または500μg(表13)にて処方物を投与したことを除いて、実施例5に述べた実験を繰り返し行った。IFAは使用しなかった。
BALB/cマウスには、SHAAYtide(配列番号4)を含むまたは含まないOVAを、第0日および第21日に腹腔内(表12)、または第0日および第14日に皮下(表13)のいずれかにて与えた。指示されたタイムポイントで血液サンプルを採取した。IgGレベルを示す、抗体ユニットで報告した結果を表12および13に示す。
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実施例7 SHAAYtide(配列番号4)は、アカゲザルにおいて惹起される異なるタイプの免疫応答に対して異なる調節効果を示す
哺乳類において、パラメータ、例えば抗原の用量、処方物、投与経路、およびアジュバントのタイプを変えることにより、異なるタイプの免疫応答を誘導することができる。例えばヒトまたは実験動物におけるワクチン接種の目的に、アジュバントのミョウバンを使用すると、惹起される免疫応答はIgGおよびIgGEクラスの抗体に支配され、細胞傷害性T細胞の産生はわずかしか認められず、好酸球およびマスト細胞の増加が認められる。反対に、より強いアジュバント、例えば完全または不完全フロイントアジュバントを使用すると、細胞傷害性T細胞およびIgG抗体の出現を含む、より広範囲の免疫応答が観察される。SHAAYtide(配列番号4)が、異なる様式の異なるタイプの免疫応答に奏効するかどうかを決定するため、SHAAYtide(配列番号4)を含む場合および含まない場合(コンジュゲーションしていない場合、またはOVAと直接コンジュゲーションした場合のいずれか)の、IFAアジュバントまたはミョウバンアジュバントのいずれかにおいて調剤されたOVAで、アカゲザルに免疫感作を行った。結果を表14に示し、抗体ユニットとして報告する。
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SHAAYtide(配列番号4)の同時投与は、IFAを伴うOVAの応答は低減しなかったが、OVA+ミョウバンにより誘導されるIgG反応を劇的に減少させた。これらのデータは、SHAAYtide(配列番号4)がミョウバンアジュバントにおいて投与された抗原に対する免疫応答をダウンレギュレートする能力があるが、IFAアジュバントにおいて投与された同じ抗原に対してはダウンレギュレートしないことを示す。したがって、SHAAYtide(配列番号4)は免疫調節物質として使用することができる。
実施例8(計画中) 候補分子の走化性特性を決定する方法
走化性のアッセイを行うため、特異的な細胞のタイプ、例えば樹状細胞(未成熟または成熟)に対する走化性の候補物質または公知の物質の29μlを0、1、10および100nMで、96ウェル走化性チャンバー(Neuroprobe; Gaitherburg, MD)の低い方のチャンバーのウェルに注入する。7日目の未成熟な樹状細胞を採集し、走化性バッファー(Ca++およびMg++を含むハンクスの平衡塩類溶液(HBSS;Invitrogen, Carlsbad, CA)中の0.1%BSA)で1回洗浄し、走化性バッファー中に5x10細胞数/mlで再懸濁させる。細胞20μlをフィルターにのせる。チャンバーを37℃で90分間インキュベートする。フィルター上部の遊走していない細胞をゴムベラを用いて除去することにより、遊走を終了させる。フィルターを外し、ダルベッコのリン酸緩衝化生理食塩水(DPBS;Hyclone, Darra, Queensland, Australia)ですすぎ、細胞染色、例えばHema3染色キット(Fisher Scientific; Tustin, CA)またはCyQuantアッセイ(Molecular Probes; Eugene, OR)、核酸含有量を測定する蛍光染色法、および顕微鏡観察により、遊走した細胞を定量する。低い方のチャンバーを顕微鏡で調べ、どのような細胞がウェル内に遊走したかを決定する。ウェル内に有意な細胞数が存在している場合は、ウェルならびにフィルター内の定量を行う。遊走の強度は、化学誘引物質を含むウェルおよび走化性バッファーのみのウェル間での吸収の比率として算出する。
実施例9(計画中) 感染性疾患に対する全身および/または粘膜の免疫応答の増強または調節において、APCケモタキシンを評価する方法
複数群のマウスに、皮下、皮内、鼻腔内に、または他のあらゆる方法のいずれかにより、ウイルス、細菌、または研究下の寄生虫の用量を変えて、典型的な免疫感作計画を用いて、例えば第0、7および14日に、アジュバントを含んでもよい適当な処方物中の微生物と同時投与するAPCケモタキシンを含む場合または含まない場合での注射を行う。血清および/または粘膜分泌物を、ELISAによる抗原特異的な抗体の分析のため、第−7、0、7、14、21、28および35日に採集する。マウスは異なる時間間隔で標準的な方法を用いて屠殺する(例えば最後の免疫感作後に屠殺し、免疫部分に存在する、抗原特異的抗体を形成する細胞および抗原特異的T細胞の反応(細胞傷害性T細胞およびヘルパーT細胞の双方の集団)を定量する)。
実施例10(計画中) 癌免疫療法計画における抗腫瘍免疫の増強または調節において、APCケモタキシンを評価する方法
多くの腫瘍細胞が独自の腫瘍関連抗原を発現するが、これらの抗原はおしなべて抗原性の弱い免疫原であり、腫瘍の進行中に強力な抗腫瘍免疫を引き起こすことはできない。防御的な抗腫瘍免疫を増強させるための、APCケモタキシン、例えばSHAAYtide(配列番号4)の能力は、マウスにおける癌免疫療法のモデルシステムを用いて評価することができる(REF?)。このモデルにおいてマウスには、実験的なタンパク質抗原OVA(ATTC; no.CRL-2113(ニワトリOVA EL4トランスフェクタント))を予めトランスフェクトしておいた(SEQ)同系の胸腺腫(EL4細胞;American Type Tissue Collection (ATTC); Manassas, VA; no. TIB-39)を移植する。さらに介入しなくても腫瘍は増殖し、結果的にマウスを死亡させてしまう。OVAをトランスフェクトした胸腺腫細胞を攻撃する抗原特異的免疫応答を誘導するため、アジュバント中に製剤化したOVAにて動物にワクチン接種を行うことにより、少なくとも部分的には動物を防御することができる(REF?)。このモデルは、防御的抗腫瘍免疫の増強または調節における、アジュバントの相対的効能を評価するために有効である。このモデルのポジティブコントロールとして以下のアジュバント:CFA、IFA、ミョウバン、およびGM−CSFを含む。癌の免疫療法計画を増強するAPCケモタキシンの能力は、これらの公知のアジュバントと比較することにより評価することができる。
実施例11(計画中) アレルゲンに誘発される病理を軽減するための、アレルゲン特異的免疫応答を調節するAPCケモタキシンの能力を評価する方法
喘息の動物モデルは、標準的な免疫感作により実験的な抗原(例えばOVA)にげっ歯動物を感作させ、その後同じ抗原をげっ歯動物の肺にエアゾール投与して導入することにより、誘導することができる。各群10頭のげっ歯動物を含む、3つのシリーズのげっ歯動物群に、リン酸緩衝化生理食塩水(PBS)中の100μg OVAを、IgE選択的アジュバント、例えば水酸化アルミニウム(“ミョウバン”アジュバント)と共に、1回腹腔内注射することにより、第0日に実際に感作を行う。IgE反応のピーク時の感作後第11日、動物をPlexiglasチャンバーに入れ、超音波ネブライザー(De Vibliss Co.; Somerset, Pennsylvania)を用いて30分間、エアゾール化したOVA(1%)で攻撃する。第1のシリーズのマウスには初回感作時、およびその後の異なる投与計画時に、エアゾール化したOVAの攻撃まで、腹腔内にリン酸緩衝化生理食塩水(PBS)およびTween0.5%を付加的に与える。第2のシリーズは、初回感作時、およびその後の異なる投与計画時に、エアゾール化OVAの攻撃まで、腹腔内、静脈内、皮下、筋肉内、経口、またはあらゆるその他の投与法のいずれかにてAPCケモタキシンの異なる用量を与えるマウスの複数の群からなる。第3のシリーズのマウスはポジティブコントロールとし、初回感作時、およびその後にお異なる投与計画時に、エアゾール化OVAの攻撃まで、腹腔内にマウスIL−10、腹腔内に抗IL−4抗体、または腹腔内に抗IL−5抗体のいずれかにて治療を行う複数の群からなる。
動物はその後、エアゾール化OVAの攻撃後の異なるタイムポイントで、肺の機能、気管支肺胞の洗浄(BAL)における細胞の浸潤、肺の組織学的検査、および血清OVA特異的IgE力価の測定について分析を行う。
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配列表
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Claims (21)

  1. 被験者における少なくとも一つの腫瘍抗原に対する免疫応答を惹起させるための組成物であって、該組成物は以下:
    配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号5、および配列番号6からなる群より選択される配列からなる単離されたタンパク質またはポリペプチド;および
    少なくとも一つの腫瘍抗原;
    を含む、前記組成物。
  2. タンパク質またはポリペプチドが、FPRL1受容体活性を調節する、請求項1に記載の組成物。
  3. 免疫応答が、被験者における固形腫瘍内で惹起される、請求項1に記載の組成物。
  4. 免疫応答が、被験者における固形腫瘍周辺組織内で惹起される、請求項1に記載の組成物。
  5. 被験者における少なくとも一つの腫瘍抗原に対する免疫応答を惹起させるための組成物であって、該組成物は以下:
    配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号5、および配列番号6からなる群より選択される配列からなる単離されたタンパク質またはポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;および
    少なくとも一つの腫瘍抗原;
    を含む、前記組成物。
  6. タンパク質またはポリペプチドが、FPRL1受容体活性を調節する、請求項5に記載の組成物。
  7. 組成物が、医薬的に許容可能な担体を含む、請求項1ないし6のいずれか1項に記載の組成物。
  8. 医薬的に許容可能な担体がアジュバントである、請求項7に記載の組成物。
  9. 組成物であって、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号5、および配列番号6、からなる群より選択される配列からなる単離されたタンパク質またはポリペプチドを外因的に発現する細胞を含み、そしてここで当該タンパク質またはポリペプチドはFPRL1受容体活性を調節する、前記組成物。
  10. 細胞が同種である、請求項9に記載の組成物。
  11. 細胞が自己由来である、請求項9に記載の組成物。
  12. 腫瘍関連抗原をさらに含む、請求項9に記載の組成物。
  13. 細胞が癌細胞である、請求項9に記載の組成物。
  14. 癌細胞が癌細胞株由来である、請求項13に記載の組成物。
  15. 癌細胞株がヒトの卵巣癌細胞株またはヒトの脳の癌細胞株である、請求項14に記載の組成物。
  16. 組成物であって、以下:
    少なくとも一つの腫瘍細胞;および
    配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号5、および配列番号6からなる群より選択される配列からなる単離されたタンパク質またはポリペプチドを外因的に発現する細胞、そしてここで当該タンパク質またはポリペプチドはFPRL1受容体活性を調節する;
    を含む、前記組成物。
  17. 腫瘍細胞が原発性腫瘍細胞である、請求項16に記載の組成物。
  18. 腫瘍細胞が自己由来である、請求項16に記載の組成物。
  19. 腫瘍細胞が、神経膠腫、神経膠芽腫、神経肉腫、星状細胞種、黒色腫、乳癌細胞または卵巣癌細胞である、請求項16に記載の組成物。
  20. 単離されたタンパク質またはポリペプチドを発現する細胞が同種の細胞である、請求項16に記載の組成物。
  21. 単離されたタンパク質またはポリペプチドを発現する細胞が、休止状態である、請求項16に記載の組成物。
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