JPH07501516A - ヒトの被験者におけるhivに反応するヘルパーtリンパ球を刺激する多重決定基ペプチド抗原 - Google Patents
ヒトの被験者におけるhivに反応するヘルパーtリンパ球を刺激する多重決定基ペプチド抗原Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ヒトの被験者におけるHIVに反応するヘルパーTリンパ球を刺激する多重決定
基ペプチド抗原
関連の出願
この出願は、1990年2月28日に出願された米国出願番号07/492.3
18と、1988年1月26日に出願された米国出願番号07/148.692
の一部継続出願であり、両方とも、参考としてこの出願に組み込まれる。
発明の分野
この発明は、HIV感染に対するワクチンの製造に有用であり、また、治療混合
物の成分として、またはHIV血清転換(seroconvers 1on)の
診断キットの成分として、有効なペプチドを選択する方法に向けられている。こ
の出願には、この方法で選択された一連のペプチドについても記述されている。
発明の背景
HIVに対する、弱毒化した生または不活化した全ウィルスワクチンは、最も広
範なウィルスの抗原決定基に対する免疫を刺激する能力がある。しかし、それら
はまた、ウィルスによってできた、抑制されたエピトープまたはマスキングされ
た炭水化物のような、免疫系から逃れるための構造や、ウィルスの感染性を増大
させる抗体(Takeda、A、 et al、5cience 242:58
0−583゜(1988) : Robinson、 W、 E、 Jr、 e
むa 1.、Proc、Nat i、Acad、Sc i、USA86:471
0−4714 (1989): Robins。
n、W、E、Jr、 et al、:Proc、Na む 1 。
Acad、Sci、USA 87:3185−3189(1990) :Hal
stead、S、B、5cience239 :476−481 (1988)
)や、HIVI:おける免疫不全に寄与し得る抗体またはT細胞(Weinho
ld、に、J、 et al、、 J、Immununo1142:3091−
3097(1989): 5iliciano、 R−F、et al、、 C
e1l 54:561−575(1988): Mitller、R,S、 a
nd M、に、Hoffmann、 5cience 245:1380−13
82 (1989):Golding。
H,et al、、 J、Cl1n、Invest、 83 :1430−14
35 (1989))を増強するような有害な効果を引き起こす構造を含んでい
るかもしれない。そのうえ、HIVのようなレトロウィルスについては、弱毒化
した生ワクチンだけでなく不活化したワクチンですら、全ウィルスワクチンの安
全性に対する懸念から、これらの全ウィルスワクチンは、多くの潜在的な被接種
者には受け入れられないかもしれない。精製したサブユニットワクチンは危険性
は少ないが、それでも全ウィルスワクチンの別の問題を抱えているかもしれない
。確かに、ウィルスは進化して免疫系を回避しているので、進化は、ワクチンと
してほとんど適さないウィルス蛋白の発生を助は得る。したがって、進化によっ
て反応を触媒するのに最も適切な形に磨き上げられている酵素とは違って、ウィ
ルス蛋白は、より良いワクチンの開発のために性質を改良する少なからぬ機会を
科学者に残している。
(Berzofsky、 J、A、、 J、CI in、Invest、 82
:1811−1817 (1988))。
高度に設計された、合成または組換えの抗ウイルスワクチンを合理的にデザイン
するには、免疫系の働きについて相当の知識、特に、ウィルスによって発現され
る構造に対する免疫反応についての知識が必要である。本発明者らは、細胞毒性
Tリンパ球(CTL)によって認識される抗原決定基を同定することを試みる研
究法(Takahash i、H,et al、、Proc、Natl、Aca
d、Sci、USA 85:3105−3109 (1988); Takah
ashi、H,et al、、5cience 246:118−121 (1
989): Takahash i、H。
et at、、 J、Exp、Med、170:2023−2035 (198
9): Takahashi、H,etal、、J、Exp、Med 171:
571−576(1990):Hosmalin、A、 et al、。
Proc、Nat 1.Acad、Sc i、USA 87 :2344−23
48 (1990)’)と、CTLや抗体反応のいずれか一方に必要なヘルパー
T細胞によって認識される抗原決定基を同定することを試みる研究法(Cea
s e、に、B。
et、 at、、 Proc、Natl、Acad、Sci、USA 84 :
4249−4253 (1987): Berzofsky、J、A、 et
al、 Nature334ニア06−708 (1988):CIerici
。
M、 et al、、 Nature 339:383−385 (1989)
: Hale、P、M、 et al、。
Internat、Immunol、 l:409−41s (1989))を
創始した。しかしながら、いずれか一つの単一の抗原決定基を使用する際の考え
られる問題は、T細胞は、宿主の主要組織適合性抗原遺伝子複合体(MMC)に
よってコードされた分子に関連した抗原を認識し、どの個体のMHC分子も、全
体として種が認識できる潜在的な抗原決定基のサブセットとしか結合および提示
しないであろうということである(Benacerraf、B、、 J、Imm
unol、120:1809−1812 (1978): Schwartz、
R,H,、Annu、Rev、Immunol、3:237−261 (198
5):Berzofsky、J、A、、in”The Antigens”、
pp、1−146.M、Se la、ed i tor、c、1987 by
Academic Press、New York)。このことは、マウスと同
様、人にも当てはまる(Si1iciano、R−F、et al、Ce1l
54:561−575 (1988):5chrier、R,D。
et al、、 J、Immunol、 142:1166−1176 (19
89): Cal 1ahan、に、M、et al、 J、Immunol、
144:3341−3346(1990):Martin、R,et at、
。
J、Immunol、145:540−548 (1990):Martin、
R,et al、、 J、Exp、Med、 173:19−24 (1991
):Jaraquemada、D、et a 1.、 J、Immuno 1.
145:2880−2885 (1990) )。
したがって、ヒトのように、広く異系交配した個体群に有用であるためには、ワ
クチンは、そのような抗原決定基を多数含まなければならない。そのような抗原
決定基がいくつ含まれるべきかを示したデータは限られている。この数を達成す
るのは非現実的ではないかという懸念はいくらかあるが、幾つかのデータによる
と、その抗原決定基が4個あれば、異系交配したヒトの85−90%において反
応を誘引できることが示唆されている(C1erici、M、 eL al、。
Nature 339:383−385(1989))。
いくつかの抗原性ペプチドは、多くのDR分子と関連した認識においては統一性
がないように見えることが認められている(Sinigagl ia、 F、e
t al、 、Nature 336:778−780 (1988):Pan
ina−Bordignon、P、 et al、、 Eur。
J、Immuno 1.19:2237−2242 (1989))が、これは
たぶん、DR分子が、保存された(conserved)α鎖を共有するからで
ある。マウスでは、幾つかの決定基は、α鎖を共有しない、異なる3つのI−A
分子(Brett、S、J、 et al、、J、Immunol。
143ニア71−779 (1989))、または、I−AとI−Eといった異
なるイソタイプのクラスHのMMC分子によって提供される(Guil let
、J、−G、et al、。
5cience 235 二 865−870 (1987) ) ことが報告
されている。しかし、このような統一性のないエピトープスがどのくらい一般的
なのかは、明らかになっていない。
HIVエンヴエローブの主なT細胞刺激部位の位置を決定する過程において、我
々は、異なったMHCのハブロタイブのマウスによって識別される多数の重なっ
た決定基を含む、シーフェンスの中の領域が存在することを観察した(Hale
、P、M、et al、、 Internat、 Immunol、1 :40
9−415 (1989))。各種マウスのT細胞により識別される決定基は厳
密には異なっていたが、それぞれの多重決定基の領域は、テストした4つのMH
Cタイプのうちの3ないし4つのタイプのマウスのT細胞を刺激する決定基を含
んでいた。それゆえ、我々は、このような多重決定基の領域を包含するペプチド
は、マウスの、多くのあるいはほとんどのハブロタイブのT細胞と、おそらく、
多くのHLAタイプのヒトのT細胞も刺激することができると推論した。したが
って、この多重決定基のペプチドは、合成ワクチンの設計におけるMMCによる
制限という問題を回避する方法を提供することができる。それゆえ、本出願人は
、この仮説を、マウスに局在するHIVエンヴエローブ蛋白質の6つの多重決定
基の領域に相当する、それぞれ20−33残基の6つの合成ペプチドをつくって
調べた(Hale、 P。
M、 et al、、 Internal、 Immun。
1、 l:409−415(1989))。そしてこれらのペプチドが、組換え
gp160で免疫化されたマウスおよびHIVに感染したヒトの末梢性血リンパ
球において、T細胞の反応を刺激する能力について調べた。すべてのペプチドが
、期待していた通りに広く認識されわけではなかったが、このペプチドのうちの
幾つかは、マウスとヒトの両方の、多数のH−2とHLAタイプのT細胞により
広く認識されることが確認された。また、これらのペプチドは、マウスを免疫化
して、完全なHIVエンヴエロープ蛋白質に対してT細胞の反応をおこすことが
できるので、合成ワクチンの貴重な構成物として有用である。また、T細胞のこ
れらペプチドに対する反応は、診断上の、または予後のマーカーとして有用であ
る。
発明の概要
この発明の一つの目的は、HIVに対するワクチンの有用な候補である合成ペプ
チドを選択する方法を示すことである。
さらに、特定のペプチドの組み合わせが、上記の方法においてその有用性が示さ
れていることが記載される。最後に、この発明は、診断や治療の時に使用するこ
とができる。
図面の簡単な説明
図1は、gp160免疫マウスのT細胞の、6個のクラスター(clusier
)ペプチドに対する増殖反応を示す。
図2は、クラスターペプチドで免疫化されたマウスのリンパ節から分離したT細
胞の組換えgp160に対する増殖反応を示す。
発明の詳細な説明
この発明を、下記の幾つかの実施例によって説明する。これらの実施例は、例示
を目的として提示しであるのであり、この発明の範囲を制限するものではない。
当業者が、これらの実施例の様々な修正や変更をおもいつくかもしれないが、こ
れらはこの出願の精神と範囲に含まれ、また添付の請求の範囲に含まれる。
例1
インビトロでの、多数のMHCタイプのマウスおよびHIV血清陽性のヒトの個
体群におけるT細胞の反応を誘起する、HIVエンヴニロープの 型決定基のク
ラスターを包含するペプチドの選択
■、ペプチドの合成
6個のクラスターペプチドを、Applied Biosyseems 43O
A自動ペプチド合成機で、t−bocchemi st ryを用いて合成した
(S t ewa r t。
J、M、 ancl J、D、Young、”5olidPhase Pept
ide 5ynthesis″、 Pierce Chemical Comp
any、 Rockford、 111inois(1984))。これらのペ
プチドを、樹脂からHFにより解体し、それをはじめに分子排除クロマトグラフ
ィー(P4 biogel、BioRad)で精製した。純度を検定するためと
、より一層の精製を必要とする場合には、逆相HPLCを用いた。HPLCによ
る分離は、Waters μbondapack 逆相C18分析カラムと予備
カラムを用いた。この実験のために合成したペプチドの配列を、以下の表1に示
した。
表1 クラスターペプチドの配列
PCLUSI (109−428) EQMHEDI 工SLWDQSLJG)
m (ljjl114−j 1)PCLUS2 (324−356) FVT工
GKIGNKRQAHCNISRAKWN’NTLKQIDSKL(鯵I暗を2
)
PCLUS3 (428−451) KQIINMWQEVGKAMYAPP工
SGQ工R(飴11番号3)PCLUS4 (48:l−506) RDINR
Szr、、yxyxwxu:pzv膚(J+4−% 、a)PCLUS5 (7
87−820) RIVELLGRRGMLLQYWSQETjCNSAVS(
躯!■−J55)
6個のクラスターペプチドによって包含されているペプチドを、以下の表2に示
した。
表2 クラスターペプチドとそれに包含されたペプチドの配列
2、マウス
BIO,BR/5gSnおよびBIO,D2/nSn種を、Jackson L
aboratory (Bar Harbor、ME、 USA)から得た。B
IO,S (9R)およびBIOA(SR)種は、我々のコロニーで、それぞれ
J、St impf I ingおよびJackson Lab。
ratoriesで得た種畜から生まれた。
3、gp160の調製
組換えgp 160は、記載されたとおり、HIV−1がら単W$されたHTL
V−IIIBのgp160(7)遺伝子を発現している組換えバクロウィルスに
感染した細胞から調製した(Javaherian、に、et at、、 Pr
oc。
Nacl、Acad、Sci、 USA 86:6768 −6772 (19
89) )。
4、TMU胞の増殖アッセイ (Corradin、G、。
J、Immunol、 119:1048(1977))20−30μgの、完
全なフロインドアジュバントに1:1で懸濁した組換えgp160を、マウスの
尾に皮下注射して免疫化した。マウスは、免疫化してがら8−11日後に殺し、
血を抜き取った鼠践部および大動脈周辺のリンパ節を回収し、完全なT細胞培養
液で単細胞懸濁液とした(Matis、L、A、et al、、 J、Immu
nol、130:1527−1535 (1983))o 4X105の細胞を
、様々な濃度のクラスターペプチド(三速の最終濃度が2.0゜66.0.22
μM)が入った、96ウエルの平底培養プレートに入れた。37℃、5%Cot
で4日間の培養の後、トリチウムチミジン(1mci)をすべてのウェルに加え
た。24時間後、細胞を自動回収装置(Skatron)で回収し、DNAに取
り込まれたチミジンを、シンチレーション係数によって測定した。刺激値は、培
養液だけで培養された細胞に取り込まれたcpmに対する、抗原存在下で取り込
まれたCpmの割合である。
表1のそれぞれのクラスターペプチドを、上記のように合成し精製して、組換え
gp 160で免疫化された、4つのMHCタイプのマウスのT細胞の増殖反応
を刺激する能力を調べた。MHCタイプのみ異なり、他は遺伝学的に同一の、B
10コンジェニックマウスを使用した。研究した4つのマウスM HCタイプを
選んだのは、これらは、それぞれI−AとI−E分子の両方を発現するが、これ
らの両方の分子は互いに異なっているという、四つの独立したMHCハブロタイ
ブの一例だからである。したがって、4種で、8つの異なるマウスのクラス■M
HC分子を発現する。マウスのI−E分子は、相同であるヒトDR分子と同様に
、すべて保存されたα鎖を共有するが、β鎖が異なっているので、多形性をもつ
。
たいていの抗原に対する反応は、幾つかのI−EおよびDR対立遺伝子の間で異
なり、これはα鎖を共有しているにも拘らず、ベータ鎖の重要な役割を示してい
る。
それぞれのペプチドを、4つの独立した実験で研究しく最後に合成したクラスタ
ーペプチド3に関しては3つの実験を行った)、その結果は、4つすべての実験
において、所定のペプチド濃度における刺激指数の等比中項を決定してプールし
た。この結果は図1に示し、この刺激指数を培地内のペプチド濃度の関数とし、
4つの異なるMHCハブロタイブに相当する4つのコンジェニックマウスについ
て示した。それぞれの値は、4つ(クラスターペプチド3の場合は3つ)の独立
した実験の刺激値の等比中項である。幾つかの実験の結果は、質的に似ているが
、刺激指数の絶対値は、このプロットの上にエラーパー(error bar)
を読みとるのが困難になるほど十分に変化している。その代わり、すべての実験
の刺激指数の平均値は、スチューデントのt検定(p<o、05)で調べたよう
に、統計的に明らかにバックグラウンド(1,0)とは異なり、これらの値は星
印で示される。結果が陽性だと考えられるのは、この統計値が有意で、かつ、す
べての実験の刺激指数の平均値が2より大きいときだけである。クラスターペプ
チド3.4.6だけが、4つすべてのMHCハブロタイブのマウスで、陽性の反
応を引き起こした。クラスターペプチド6はBIO,BRおよびBI O,A
(5R)のマウスで、最も強く刺激し、B 10. S (9R)およびBIO
。
D2で、それよりは弱いが有意に陽性で再現性のある反応を引き起こした。クラ
スターペプチド4はBIO,S (9R)で最も強く刺激したが、他の種でも同
様に有意で再現性のある陽性を示した。クラスターペプチド3は、BIO,S
(9R)で非常に強く刺激し、他の3種では、弱いが統計的に有意な反応を引き
起こした。反応は、他の種についての幾つかの実験においてもっと強い陽性を示
したが、反応の強さがまちまちで、統計的には有意であったが、比例中頃が小さ
くなった。したがって、これらの3つのペプチドは、多くのハブロタイブのマウ
スによって認識される多重の抗原決定基を包含する長いペプチドをつくることに
よって、その結果できる構造は、すべてのまたはほとんどのハブロタイブに広く
認識されるという仮説(Hale、 P、M、 et al、。
Internat、Immunol、l:409−415(1989))の予想
を実現した。
残りの3つのペプチドは、予想したよりも少ないマウスの種で反応を誘起した。
4種はすべて、この多重決定基領域の中の包含される少なくとも1つの部位を認
識したという、我々の以前の研究(Hale、P、M、 et al、、 In
ternat、Immunol、 1:409−415(1989))にもかか
わらず、クラスターペプチド2はB10、D2およびB10.BRの2種でしか
強い陽性を示さなかった。同様に、4種はすべてこの多重決定基領域の構成物を
認識したにもかかわらず、クラスターペプチドlは、B10、BRの1種でしか
強く認識されず、他のBIO,5(9R)種によってかろうじて認識された。最
も期待外れだったペプチドはクラスターペプチド5で、3種において有意な反応
を誘起できず、4番目のBIO,BR種で、かろうじて反応を引き起こしたにす
ぎなかった。これらの結果から、大きいペプチドはど、単純に部分の集まりでは
なく、より小さい構成物が刺激することができる種においても、刺激できなくな
る。これは、多分、より大きい構造のある部分が、MHCまたはT細胞レセプタ
ーとの反応を妨害するか、ペプチド自体を折り返してしまうため(Brett、
S、J。
et al、、 J、 Exp、Med、 168:357−373 (198
8): Gammon、 G、 etal、、’Immuno1. Rev、
98:53−73 (1987); Vacchio、M、S、 etat、、
J、 Immunol、 143:2814−2819 (1989): B
erzofsky、 J、A。
et al、、 Immunol、Rev、 106:5−31 (1988)
)か、プロセッシングの必要条件が異なるためであろう。
5、ヒトPBLによるIL−2の生産
抗原によって誘起される、ヒトの末梢住血T細胞による工L−2生産のアッセイ
のために、HIV血清陽性で発病していない血液ドナーから、PBLをリンパ球
分離培地(LSM。
○rganon Teknika Corp、Durham。
NC)に分離した。これを2度洗い、計測して、50U/mlのペニシリンおよ
び2mMのグルタミンを含むRPM11640(Gibco、Grand l5
land、NY)に3XIO’/mlで懸濁した。96ウエル平底プレート(C
os t e r、Camb r i d ge、MA)の3運のウェルに、0
.1mlのPBLを各ウェルに加え、刺激物を加えないか次の物質で刺激して培
養した;a)インフルエンザ入/パンコックRX73 (最終希釈1 : 10
00); b)PHA (Gibco)(抗原希釈1:100);またはC)最
終濃度2゜5pMのクラスターペプチド。プールしたAB+プラズマを各ウェル
に加えた(最終希釈1:20)。抗I L−2受容体抗体の抗Tac (Dr、
T、A、Wa ldmann、NCIから得た)を、IL−2の消費を防ぐため
に培養のはじめに各ウェルに加えた(最終濃度51M)。細胞培養液の上清を、
7日後に回収し、−20℃で凍結した。上清のIL−2活性は、上述のように、
IL−2依存CTLL細胞系の増殖を刺激する能力として測定した(C1eri
ci、M、et al、、J、Cl1n、Invest、84:1892−18
99(1989))。
先行文献は、マウスのT細胞の反応を誘起するペプチドは、ヒトのT細胞も同様
に誘起することを示している(B e r zofsky、J、A、et al
、、Nature 334ニア06−708 (1988):C1erici、
M、etal、、Nature 339:383−385 (1989);La
mb、J、R,et al、、 Nature300 :66−69 (198
2):Hurwi tz、J。
L、 et al、、J、Immunol、133:3371−3377 (1
984):Good、M、F、et a 1.。
Sc 1ence 235:1059−1062 (1987):Good、M
、F、、 Proc、Natl、Acad。
Sc i、USA 85 :1199−1203 (1988):Dontfr
aid、F、ej al、、Mo1.Biol。
Med、5 :185−196 (1988))が、クラスターペプチドの成分
の幾つかに対する、ヒトT細胞についてのデー夕はなかった。したがって、この
発明にむすびついた実験は、多数のMHCタイプのマウスで反応を誘起するペプ
チドは、多数の)(LAタイプのヒトでも同様に反応を誘起するという仮説を調
べるために計画された。
クラスターペプチド1に含まれているペプチドenvT2(112−124残基
)と、クラスターペプチド3に含まれているenvTl (428−443残基
)と、クラスターペプチド6に含まれているペプチドTH4,1(834−84
8残基、HP53としても知られている)は全て、インフルエンザAウィルス(
flu)または破傷風トキソイドといったポジティブコントロールの再生抗原に
対して反応できる、HIV感染した被験者の50−67%で、反応を刺激するこ
とは、以前の研究かられかっていた(C1erici、M。
et at、、Nature 339:383−385(1989))。しかし
、我々は、ヒトのこれらの別の多重決定基領域のペプチドについては、従来側の
経験もなかった。
可溶性蛋白質抗原に対して増殖したり、IL−2を生産したりする反応は、HI
V感染によって、早い時期に、しばしば患者がまだ発病しておらず、CDA+の
細胞を通常と同じ数だけ持っているうちに失われる(C1erici、M、 e
L al、、 Na む ure 339 :383−385 (1989)
: C1erici、M、 eL am、 J。
CI in、Invest、 84:1892−1899 (1989): L
ane、H,C,et al、、NewEn g 1. J、 Me d、 3
13 : 79−84 (1985) )ので、これらの実験では、fluと破
傷風トキサイドに対する反応を、全てのこういった再生蛋白質抗原に反応しない
ドナーを除くために、ポジティブコントロールとして用いた。
6つのクラスターペプチド全てを、HIV血清陽性だが発病していない一連のボ
ランティアから採った末梢住血子細胞によるIL−2生産を、)IIV血清陰性
のコントロールと同様に、刺激する能力があるかについて試験した。15の血清
陰性コントロールは全て、コントロールの再生抗原インフルエンザウィルス(f
lu)に対して反応したが、59のHIV血清陽性ドナーのうち42しかflu
に反応しなかった。
fluや破傷風トキサイドのようなコントロールの再生蛋白質抗原に反応しなか
った血清陽性ドナーは、HIVペプチドにも反応しない(Clerici、M、
et al、、 Nature 339:383−385 (1989))とい
う我々の以前の経験から、fluに反応しなかった17人のドナーをこれ以降の
実験から除外した。何人かのドナーが実験可能であったとき、ペプチドのうちの
幾つかは精製されていなかったので、これらのペプチドはサブセットのドナーか
らの細胞で試験した。42のHIV血清陽性で且つflu陽性のドナーと、15
のコントロールのHIV血清陰性ドナーについての、6つのクラスターペプチド
の結果は表3に示し、表4に要約した。
表3.HIV血清陽性と血清陰性のヒト血液ドナーからとったT細胞によるIL
−2生産示した値は、前記のように、2.5μM濃度の指示したペプチドを含ん
だ、必要なドナーから得たPBLの3連の培養液からとった培養上清を1:2で
希釈したものの存在下での、I L−2依存性CTLL細胞系の増殖に対する刺
激指数である。実験した血清陽性のドナーおよびコントロールの全てが、ポジテ
ィブコントロールの再生蛋白質抗原のfluに反応した。値が陽性だと判断する
には、2つの基準を同時に満たさなければならない。すなわち、ドナーのレプリ
ケート(replicate)がコントロールのレプリケートに比べて、スチュ
ーデントのt検定(p<o、05)により統計的に有意に違わなければならない
と同時に、刺激指数はコントロールのそれの2倍以上でなくてはならないことで
ある。NSとなった6つのケースで刺激指数が2.0より大きくなったが、統計
的に有意ではなかったので、陽性とは見なさなかった。
刺激値は2.0未満であった幾つかのケースで、レプリケートはバックグラウン
ドと有意に差があったが、刺激指数が低かったので陽性とは見なさなかった。し
たがって、2つの基準の要求することは、どちらか一つを用いるよりもより慎重
である。
表4.クラスターペプチドに対するヒトのT細胞のIL−2反応の要約
クラスター クラスター クラスター クラスター クラスター クラスターa
xv+n、u+ 23/36 21/36 8/11 14/27 17/29
ドナー 64% 58% 73% 52% 59% 58%axv−rx、u+
1/15 2/15 0/10 1/11 0/14コントロール 7% 1
3% 0% 9% 0% 8%陽性についての基準は表3を参照のこと。
表5.HIV血清陽性ドナーのHLAタイプ90 24.29 7,44 2.
3
375 2、24 35.61 λ4 1 3131 1.3 7,62 3
1,3 λ4909 30.33 17 3 1 1,2232 9.31 1
4.18 3 2,3 3,5755 2、2g 35.15 λ3 1,3
2,475 30 7.18 2
3ω 2,31 51 2
317 云 12 3 1.2 2.4395 1.3 7.8
6つのクラスターペプチドは全て、HIV血清陽性でflU陽性ドナーの半分以
上のI L−2生産を刺激した。クラスターペプチド1と3は最も広く認識され
、それぞれドナーの64%、73%が反応を起こした。はぼ互角でクラスターペ
プチド2.5と6が2番目で、それぞれ、58.59.58%のドナーで陽性で
あった。最も狭く認識されたのは、クラスターペプチド4だったが、それでも5
2%のドナーを刺激した。これに対して、コントロールの血清陰性ドナーは、ク
ラスターペプチド2以外のいずれのペプチドに対しても、だれも反応しないが、
または−人しが反応しながった。クラスターペプチド2は、15人のコントロー
ルドナーのうち2人を刺激した(13%)。したがって、いずれのペプチドも非
特異的な細胞***誘起性を示さながった。ヒトのドナーは親戚関係のない空車の
人で、生まれがアメリカの異なる地域の出身で、多様なHLAタイプである。利
用できる血液は限られていたので、多量の血液が必要なタイプ決定については、
HIV+のドナーのうち、13人だけがHLAタイプを決定することができ、ま
た、8人だけがDRおよびDQについてタイプを決定することができた(表5)
。この限られたサンプルの中では、いずれがのペプチドに対する反応と、いずれ
かのHLAタイプとの相関性は見られなかった。我々は、これらの全てのクラス
ターペプチドが、マウスのT細胞に広く認識されるペプチドは、ヒトT細胞にも
同様に広く認識されるという仮説に適合すると結論づけた。たしかに、クラスタ
ーペプチドlと5のような幾つがのペプチドは、実験した、多様な種の同系交配
されたマウスよりも、多様なHLAタイプのヒトに広く認識された。
表3の結果は、ポジティブコントロールの抗原fluに敏感な、最低3つのペプ
チドで実験した、36人のドナーのうち31人(86%)が、少なくともそのう
ちの1つに反応したことを示している。反応した個体群の範囲をもっと調べるた
めに、表3のドナーとは別の、fluに敏感なHIV血清陽性ドナー13人で、
6つのクラスターペプチドをそれぞれ2.5μM含む混合物に対する反応を調べ
た。これらの13人のうち10人、約77%が反応したが、ところが、4人の血
清陰性ドナーは、fluに陽性であるけれども、だれもペプチド混合物には反応
しなかった。混合物中のペプチドが、いくつかのMHC分子に結合するのに、互
いに競合する可能性はあり、研究した2つのグループのサンプル数は少ないが、
第1グループの、少なくとも1つのペプチドに反応するフラクションと、第2グ
ループの、混合物に反応するフラクションの間には、恐らく、統計的に有意な差
はない。どちらの場合でも、相当多くの人は、T細胞にこれらのペプチドに対す
る反応を行なわせることができると、結論づけた。
6、in vitroにおける、完全なgp160に反応するT細胞を誘発する
ためのペプチドによる免疫化前記の2つのスクリーニング法によって同定された
ペプチドがワクチンの成分として有用であるためには、HIVのエンヴエローブ
蛋白質gp160に対する免疫力を持っT細胞に認識されるだけでなく、インビ
ボで、gp160に反応するT細胞を誘起する免疫原性をもたなければならない
。もちろん、まだ、臨床的に意味のある種、(感染していない)ヒト、で免疫化
を行うことはできないが、これらのペプチドに対して過敏なT細胞を持つ前記の
マウスの種で、マウスが、インビボでペプチドによって免疫化され、インビトロ
で無処理gp160に反応するT細胞を確実に誘起することが望ましい。それぞ
れのペプチドは、図1のデータにもとづいてペプチドに最も反応するマウスを免
疫化することにより試験された。上記4種のマウスは、尾に、CFAで1:1に
懸濁した表記クラスターペプチド8−108−1Onを皮下注射することによっ
て免疫化された。−匹のマウスについての最終量は、クラスターペプチド2は7
5μmで、それ以外は50μmであった。12日後、血液を抜いたリンパ節をそ
れぞれのグループ(種とペプチドの組み合わせ)の2匹からとり、前記のように
アッセイした。結果は、培養液だけで刺激したcpmに対する実験値cpmの割
合である刺激指数として表した。刺激指数は、別々のグループで3000−70
00 cpmの範囲にわたった。
クラスターペプチド1、クラスターペプチド5、クラスターペプチド6で免疫化
されたBIO,BRマウスは、すべて、インビトロで組換えgp160によって
刺激されるT細胞を生産した(図2、パネルA)。組換えgp160に細胞***
誘起性があるかどうかのコントロールとして、完全なフロイントのアジュバント
だけで免疫化したB10.BRマウスからとったT細胞は、インビトロでgp
160に有意に反応しなかった(図2、パネルA)。したがって、インビトロの
反応は、ペプチドによる免疫化の結果である。同様に、クラスターペプチド3か
クラスターペプチド4で免疫化したB10゜5 (9R)マウスからとったT細
胞は、インビトロで組換えgp160に対して反応した。ところが、アジュバン
トだけで免疫化した同類のマウスは、最も高い濃度のときにだけ弱い(***)反
応を起こしたく図2、パネルB)。同様に、クラスターペプチド6で免疫化した
BIO,A (5R)マウスおよびクラスターペプチド2で免疫化したB10.
D2マウスは、インビトロでgp160に敏感なTm胞を生産した(図2、パネ
ルCとD)。これらの反応はすべて、T細胞の増殖反応の典型的な高濃度での阻
害を示したが、この場合、30μg/mlでの反応の減少も、同様に、8M尿素
とドデシル硫酸ナトリウムに溶解した組換えgp160調製液の毒性によるもの
であろう。gp160は使う前に透析するが、除去できなかった残りの界面活性
剤は最も高濃度のときに毒性がある。これにも拘らず、すべての場合で、10μ
g/ mlのときにはっきりした反応がでたということは、6つすべてのクラス
ターペプチドが、インビボで、gl)l 60と反応することができるT細胞を
誘導することを示している。
例2
患者のHIV−1感染の診断上のアッセイにおけるクラスターペプチドの使用
表1で示したクラスターペプチドは患者の)(IV−1陽性血清転換の診断に使
用できる。これらのペプチドに対するHIV−1gp160に特異的なT細胞の
反応の検出は、例1の4と5の項で記載した通り、T細胞の増殖とIL−2また
は他のリンホカインの生産の標準的な方法で行うことができ、次の文献に書いで
あるような方法で人に適用できる(Cl erici ej al、、 Nat
ure、 Vol、 339、pp、、383−385 (1989))。
一方、診断上は、Berzofsky、et al、の米国特許出願番号07/
148,692にペプチドenv−に1について記載しであるような細胞毒性の
フォーマットで試験できる。このフτ−マットは、HIVに対する抗体をまだ生
産していない感染者を検出するのに良い。
例3
クラスターペプチドの薬理学的な特徴を強めるための化学修飾
血液中を循環している小さなペプチドは、蛋白質分解反応や、腎臓による清浄化
によって分解されやすい。しかし、例えばエンケファリンのような自然に存在す
るペプチドは、循環血流中に多く見られる。これらの小さなペプチドは、しばし
ばカルボキシ末端がアミド化されている(Kitamura、に、ej al、
、Biochem、Biophys。
Res、Comm、169:1164−1171 (1990): Dicks
on、C,J、 and Yamada。
T、、J、Bio 1.Chem、266:334−338(1991) )。
したがって、化学的に修飾したクラスターペプチドの誘導体をつくることは、治
療に適用するのに有利になる。合成ペプチドの酵素によるカルボキシ末端のアミ
ド化は既に開示されている(Suzuki、に、 et al、。
EMBOJ、9 :4259−4265 (1990):Katopodis、
G、A、et al、、Biochemistry 30:6189−6194
(1991))。また、免疫化のためのペプチドとキャリア蛋白質との架橋や
、イムノアッセイや抗体の精製のへの応用のための固形支持体との架橋に有用な
残基を付加することのは有利である。ペプチドの化学修飾にはいろいろな方法が
この技術分野で知られている。
この発明のペプチドは、HIVまたはHIVに特異的な細胞毒性T細胞に結合し
ているペプチドか、HIVまたはHIVに特異的な細胞毒性T細胞に対する中和
抗体の生産を誘起するペプチドと結合させるたり、同時に合成することができる
。この発明のペプチドはそういった構造物の中で、HIV−■に特異的なキャリ
アとして働き、HrVに晒された時にヘルパーT細胞の記憶応答を引き起こすT
細胞の記憶を、ウィルスに晒されてもそういった記憶応答を起こさないHIVに
関連のないキャリアの使用にくらべて有利に誘起する。例えば、有用なHI V
−rに特異的なキャリアは、次の文献に記載されている通りであり、これを参照
することによって本明細書に包含される:Good、M、F、et al、、5
cience、Vol、235.pp、1059−1062(1987) :
U、 S、Patent No、 4. 886゜782 to Good e
t al、: Pa1ker。
T、 J、et al、、J、of Immunology。
Vol、142.pp、3612−3619 (1989) 。
旦土
HI V−1に対するワクチンとしてのクラスターペプチドの投与
多くの生物医学の研究者の研究目的は、HIV−1による感染から人を守り、A
IDSの診療において治療上有益なワクチンを製造することである。この発明は
、そういったワクチンとして有用であるペプチドを同定する方法と、ターゲット
の蛋白質に対して反応するT細胞の産生にもとづいた候補として6つの特定のペ
プチド(これらペプチドで免疫化されたマウスにおいて、これらのペプチドは、
ターゲットの蛋白質から誘導された)を指定する方法を提供している。ワクチン
を含む、この発明の薬剤は、抗原としてまたは治療上効果のある量の、少なくと
も一つのクラスターペプチドと、生理食塩水、毒性のない無菌緩衝液等のような
薬学的に許容可能な担体を含有する。もちろん、防腐剤、殺菌剤および補助薬等
のような当業者に公知の添加物もまた、調剤の効果を維持または増強するために
薬剤に含有させることができる。
イトウによって開示されたB型肝炎の合成ペプチドワクチンの霊長類に対する投
与(Itoh、Y、et al、、Proe、Natl、Acad、Sci、U
SA 83:9174−9178 (1986))と同様の手法により、この発
明のペプチドも、ワクチンとして投与できることを提案している。ワクチン調製
のほかの方法として、抗体と免疫化した抗原の免疫複合体を結合した、プロティ
ンAでコートしたマイクロビーズを使う方法(Platt、et al、。
U、S、 patent number 4,493,825)も含む。この方
法は、前記文献を参照することにより本明細書に包含される。さらに、この発明
のクラスターペプチドは、結合または誘導されたペプチドと、共有或いは接合さ
せることができる。
この発明についてこの様に述べてきたが、同じことがいろいろと多様化できるこ
とは明らかであろう。そういった変形が、この発明の精神と範囲から逸脱するも
のだとはみなされるべきではない。当業者にとっては明らかである、すべてのそ
ういった変更が、次の請求の範囲の中に含まれることが意図されている。
刺激指数 1
刺激指数
刺激指数
ペプチド濃度(μM)
ペプチド濃度(μM)
刺激指数
gp160濃度(μg/ml)
刺激指数
刺激指数
gp160濃度(μg/ml)
補正書の翻訳文提出書(特許法第184条の8)平成6年2月28日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (i)ワクチン候補ペプチドであって、より長いターゲットの蛋白質のフラグメ ントまたはマイムトープス(mimetopes)を表現しているペプチドを化 学的合成または組換えDNA技術により製造すること、 (ii)MHCハプロタイプが異なるコンジェニックマウスを、ペプチドワクチ ンの完全な蛋白質ターゲットで免疫化すること、 (iii)前記免疫化されたマウスからリンパ節の懸濁液を製造し、前記懸濁液 から得たT細胞の、前記ワクチン候補ペプチドを用いた抗原投与に対する増殖反 応を試験すること、(iv)統計学的評価に有用なサイズのHIV血清陽性ヒト ドナーの個体群から、末梢性血リンパ球(PBL)を分離すること、 (v)コントロール記憶抗原に対して反応するインターロイキン−2の産生につ いて前記PBLを試験し、前記ワクチン候補ペプチドを用いた抗原投与に対して 反応した、前記PBLによるインターロイキン−2の産生について試験すること 、 (vi)マウスの免疫化で使用するための、工程(iii)および工程(iv) の両方で有意な反応を示したペプチドを選択すること、(vii)工程(v)で 免疫化されたマウスから分離されたT細胞の、完全ターゲット蛋白質を用いた抗 原投与に対する増殖反応を試験すること、 (viii)工程(vii)において統計学的に有意な陽性反応を示したワクチ ン候補ペプチドを指定すること、を具備するHIVに対するサブユニットワクチ ンに有用なペプチドの同定方法。 2.工程(ii)で使用したマウスがB10.BR/SgSn種,B10.D2 /nSn種、B10.S(9R)種およびB10.A(5R)種である、請求の 範囲第1項の方法により選択されたペプチドを含むHIVに対するワクチン。 3.ターゲット蛋白質が、HIV糖蛋白質160(gp160)である、請求の 範囲第1項の方法により選択されたべブチドを含むHIVに対するワクチン。 4.ターゲット蛋白質が、HIVgp160である、請求の範囲第2項の方法に より選択されたペプチドを含むHIVに対するワクチン。 5.アミノ酸配列EQEDIISLWQSLKPCVKを含むペプチド。 6.アミノ酸配列FVTIGKIGNMRQAHCNISRAKWNNTLKQ IDKSLを含むペプチド。 7.アミノ酸配列KQIINMWQEVGKAPPIIRを含むペプチド。 8.アミノ酸配列RDNWRSELYKYVVKIEPLGVAPTを含むペプ チド。 9.アミノ酸配列RIVELLGRRGWELKYWWNLQYWSQELKN SAVSを含むペプチド。 10.アミノ酸配列AVAEGTDRVIEVVQGAYRAIRHIPRRI RQGLERを含むペプチド。 11.表1に列挙されたべブチドからなる群から選択される少なくとも一つのペ プチドを含むHIVに対するペプチドワクチン。 12.誘導体化されてい少いペプチドまたは前記ペプチドの活性を不都合に変更 しない他の僅かな修飾により得られるものよりも優れた薬理学的特徴を達成する ために、小さな部分で誘導体化することにより共有結合的に修飾された請求の範 囲第11項のペプチド。 13.表1に列挙されたペプチドからなる群から選択される少少くとも一つのペ プチドおよび薬学的に許容可能な担体を含むHIVに対するワクチン。 14.表1に列挙されたペプチドからなる群から選択される少なくとも2つのペ プチドの混合物お炭び薬学的に許容可能な担体を含むHIVに対するワクチン。 15.表1に列挙されたペプチドからなる群から選択される少なくとも一つのペ プチドを含むHIVの診断または予後のためのキット。 16.表1に列挙されたペプチドからなる群から選択される少なくとも一つのべ ブチドをアッセイで使用することを含むHIVの診断または予後のための方法。 17.前記アッセイにより、T細胞増殖、または、IL−2その他のリンホカイ ンの産生が測定される、請求の範囲第16項の方法。 18.請求の範囲第14項の製剤のHIV血清陽性患者への投与を含むHIVの 治療学的処理方法。 19.化学的結合によりまたは同時合成により、T細胞またはB細胞のエビトー プを含む第2のペプチドと結合された請求の範囲第5項ないし第10項および第 12項に列挙されたペプチドの少なくとも一つを含む構造物。
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