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JP2000506381A - マラリア原虫msp―1のc末端断片を含む組換えタンパク質 - Google Patents

マラリア原虫msp―1のc末端断片を含む組換えタンパク質

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JP2000506381A JP09529058A JP52905897A JP2000506381A JP 2000506381 A JP2000506381 A JP 2000506381A JP 09529058 A JP09529058 A JP 09529058A JP 52905897 A JP52905897 A JP 52905897A JP 2000506381 A JP2000506381 A JP 2000506381A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、バキュロウイルス系において産生される組換えタンパク質に関し、その必須の構成ポリペプチド配列は、ヒトに対して感染性であるマラリア原虫属、特にPlasmodeum falciparumのメロゾイト寄生虫の表面タンパク質1(タンパク質MSP−1)の42キロダルトン(p42)のC末端断片の配列であつて、該C末端断片は、その領域II及び必要ならばその領域IIIが特に欠失されているものに関する。前記組換えタンパク質はマラリアに対するワクチンの産生に適用できる。

Description

【発明の詳細な説明】 マラリア原虫MSP−1のC末端断片を含む組換えタンパク質 本発明は、哺乳動物、特にヒトに感染するマラリア原虫(プラスモディウム属) のメロゾイト形態の主な表面タンパク質、より一般的にはMSP−1と称されて いるものから得られるワクチン用の新規活性成分に関する。 MSP−1は既に多くの研究の対象となっている。MSP−1は、プラスモデ ィウム属寄生虫、特に熱帯熱マラリア原虫Plasmodium falciparumのシゾント(sc hizont)段階で合成され、マラリアの肝臓段階と赤血球段階の双方でメロゾイト( merozoite)の主要表面構成成分の一つである(1、2、3、4)。このタンパク 質は、その主たる特性と全ての既知のマラリア原虫種間で保存性が高いことから 、抗マラリアワクチンを作る材料となり得ることが示唆されている(5、6)。 同じことがそのタンパク質の断片についても言え、特に、例えば、感染宿主の 赤血球中へ寄生虫が侵入する際に形成されることが観察されている、天然切断物 についてもしかりである。このような切断物としては、分子量42kDaのC末 端断片(7、8)が挙げられる。これ自身は再度切断され、見かけの分子量33 kDaのN末端断片と、グルコシルホスファチジルイノシトール(GPI)基を 介した(10、11)修飾で寄生虫膜に通常は固定されたままである、見かけの 分子量19kDaのC末端断片(9)とになる。 また、赤血球内発育サイクルの初期環状体段階において(15、16)、まだ 知られてはいないが、再侵入プロセスで、19kDaの断片が、本質的な役割を 担っているにちがいないことが観察されている。これが、このタンパク質が、出 来得るワクチンの、特に効果的な標的と成り得るという従来の仮説の基礎をなし ている。 以下に頻繁に言及するある型のマラリア原虫からのp42およびp19タンパ ク質とは、そのマラリア原虫のMSP−1タンパク質の対応するC末端切断物、 または拡大して、遺伝子組換えによって、または従来の技法、例えば「アプライ ド・システム」シンセサイザーを用いた化学合成法、もしくは「メリフィールド 」 型固相合成法によって得られる実質的に同一のアミノ酸配列を含む合成物を指す ものとする。便宜上、「組換えp42」および「組換えp19」は、少なくとも 一つの遺伝子工学的工程を含んだ技術により得られた「p42」および「p19 」を指す。 熱帯熱マラリア原虫P.falciparumを大量に得ることは困難で、三日熱マラリ ア原虫P.vjvaxの試験管内(in vitro)での培養が不可能なため、抗マラリアワク チンを製造するには、組換えタンパク質またはペプチドを使用する技術に依存す るのが唯一の手段であることが明らかになった。しかし、MSP−1は、約20 0kDaと大きいため、その全体を製造するのは非常に困難である。そのため、 研究者は、まだ機能はわかっていないが、おそらくはより重要なC末端部分を研 究するようになった。 P.falciparumのMSP−1のC末端部分を組換えタンパク質(12、40, 41)として、以下の系で産生しサルで試験した: ・E.coli中で産生されたグルタチオン−S−トランスフェラーゼと融合したp 19(40); ・E.coli中で産生されたグルタチオン−S−トランスフェラーゼと融合したp 40(12); ・S.cerevisiae中で産生されたヘルパーT細胞エピトープを保有する、破傷風 アナトキシン由来のポリペプチドと融合したp19(12): ・バキュロウイルス系中で産生されたp42(41); である。 E.coli中で産生されたグルタチオン−S−トランスフェラーゼと融合したp 19タンパク質をミョウバンまたはリポソームに取り込ませたものを、6匹のAo tus nancymaiサルにワクチン接種したが、いずれも保護効果を示さなかった(4 0)。 E.coli中で産生されたグルタチオン−S−トランスフェラーゼと融合したp 42タンパク質を完全フロイントアジュバントと混合したものを、2種のAotus 種(A.nancymaiおよびA.vociferans)のサルに投与したが保護効果を示さなか った。S.cerevisiae中で産生されたp19タンパク質は、2匹のA.nancymai種 A otusサルで保護効果を示した(12)。これに対して、2匹のA.vociferan種Ao tusサルには保護効果がなかった。 また、Changらは、P.falciparumと共通するあるアミノ酸配列を含む組換えp 42タンパク質をバキュロウイルス系中で産生し、これを使用してウサギで実施 された免疫試験を報告している(18)。彼らは、ウサギでは、組換えp42が 組換えMSP−1タンパク質全体(gp195)と実質的に同様の挙動をとるこ と明らかにしている。完全フロイントアジュバントとこのp42タンパク質との 混合物は、P.falciparumに感染可能なヒト以外の霊長類、Aotus,lemurinus gri semembraのワクチン接種試験に用いられた(40)。その結果、3匹の動物のう ち2匹は完全に保護され、3匹目は、対照体のものに似た寄生虫血症を示したが 、潜伏期間は長かった。しかし、寄生虫自体で誘導されるヒトの抗体のような保 護特性があると結論するのは危険である。P.falciparumおよびP.vivaxに対す る霊長類の実験モデルはあまり満足のいくものはないことを思い起こすべきであ る。P.falcjparumおよびP.vivaxに対して開発されたSaimiriモデル、およびP. falciparumに対するAotusモデルは、寄生虫株を適応させることを必要とし、有 意な寄生虫血症とするために動物の脾臓摘出をしばしば必要とする人工系である 。そのため、このようなモデルから得られたワクチン接種では、ヒトに対して、 ある限られた的中率を持つに過ぎない。 そのような組換えタンパク質で得られうる実際のワクチン化率がどのようにな るかの疑問に加えて、同一種のマラリア原虫由来のp42上の高頻度可変領域の 存在、より具体的には対応するp33におけるその存在のために、同一種の他の 株による感染に対してマラリア原虫のp42でワクチン接種された個体に誘発さ れる抗体の免疫保護効率が多くの場合に不確かになりうる(13)。 この種の寄生虫にしばしば観測されるp42の中央領域の高多型性が、免疫逃 避において重要な役割を果たしうる。 しかしながら、ヒトに感染する種々のマラリア原虫のp42は、その領域III に主に集中して高頻度可変領域を含み、領域IIにも更に多く含む:P.cynomolgi 、P.vivax(Belem)及びP.vivax(Sal-I)のp42配列が整列したS.Longacreの 論文(13)を参照のこと。これらの3種の寄生虫のp42配列に付加された 添付図4の「共通」配列はこのことを裏付ける。 S.Longacreの論文(13)には領域を決定した時の条件が記載されている。添 付図4はLongacreの論文の図1を再現したものに過ぎないことに留意すべきであ る。読者はその図面に対するキーワードを参照すべきである。これは、p42の 4つの領域(領域IVはp19の配列に対応する)の相対サイズを、p42の全体 をコードする配列のサイズに対してのパーセントとして明らかにしている。 また、本願の図4は、P.cynomolgiとP.vivaxの相同性が領域Iの配列間で高く 、領域Iで84%、領域IVで86%であることを示している。一方、領域IIIで 相同性は大きく減少し(69%)、領域IIで更に減少する(47%)。 しかして、本発明の第1の目的は、先に議論したように免疫逃避から宿主を更 に保護しうるp42から、ワクチン用の有効成分を提供することにある。 (34)及び(35)に記載されているように、ここで考えたp42の断片化 は、ヒトにおけるマラリアの急性形態の主たる原因であるP.falciparum(P.falc iparum)に拡張され得、P.cynomolgiとP.vivaxの2種の構成配列の領域I、II、 III及びIVを分離する領域の位置がP.falciparumで既に同定された対応部位との 相似性によって決定された場合にはなおさらである。 より具体的には、本発明は、有効成分として、グリコシル化されていてもされ ていなくてもよい組換えタンパク質であって、その必須構成ポリペプチド配列が : ・領域II及び、必要ならば、領域IIIの全てまたは一部が欠失させられたp42 の配列か; ・対応する寄生虫による生体内(in vivo)で寄生虫血症を阻害する免疫応答を誘 発しうる断片の部位の配列か; ・上記p42断片もしくは断片の上記部位の免疫学的に等価なペプチドの配列で あり、 上記組換えタンパク質が還元培地中で不安定で、対応するマラリア原虫に対して 形成されたヒト抗血清によって認識されるエピトープの大部分を好ましくは構成 するエピトープの高次構造を更に含む、ヒトに対して感染性であるマラリア原虫 型寄生虫に対するワクチン組成物を提供する。 そして、より詳細には、本発明は、免疫原性組成物、特にワクチンを構成する ために上述の領域Iと領域IVの必須部分を双方とも含み、p42から由来する、 グリコシル化されていてもされていなくてもよい組換えタンパク質を提供する。 必要ならば、グリコシル化されていてもされていなくてもよい上記の組換えタ ンパク質は、p19に近い、p33のC末端側に位置する領域IIIの保存部分、 特にアミノ酸255から273までの間、あるいはより詳細には、アミノ酸25 5から270の間の部位(図4の共通領域の番号付けを参照のこと)を含む。 換言すれば、領域IIIの少ない保存部分の全てもしくは一部は領域IIIのN末端 から欠失されうる。 便宜上、以下では、「部分的に欠失されたp42」で上記の修飾されたp42を 示すものとする。 このようなエピトープの高次構造の存在は、ワクチンの活性成分の保護効果に おいて重要な役割を果たしている。それらは、特に、バキュロウイルス系で産生 された場合、上で規定した他の特徴を示す、特別な活性成分は全て他の部位に見 出される。必要ならば、「バキュロウイルスベクター系」という表現は、バキュ ロウイルス型ベクター自身と株化細胞、特にこれらの細胞系に導入された導入配 列が発現するように修飾されたバキュロウイルスとこれに感染可能な昆虫の細胞 により構成される集合体を意味する。バキュロウイルス系におけるこれら2つの パートナーの好ましい例は、Longacreらの論文(19)に記載されている。同じ 系を以下の実施例において使用した。もちろん、バキュロウイルスとバキュロウ ィルスが感染する細胞の変異体を、選択したものに代えて使用することができる ことは言うまでもない。 還元培地中でのエピトープの高次構造の不安定性は以下の実施例に記載されて いる試験、特にβ−メルカプトエタノールの存在下の試験により証明することが できる。 この観点から、Longacreらにより産生された組換えタンパク質(14)を以下 のような組成で使用することができる。S.Longacreらは、特に、使用したバキュ ロウイルスの、ポリヘドリン(polyhedrin)プロモーターのコントロール下に、 Plasmodium vivaxのMSP−1のp19をコードするヌクレオチド配列を組み込 み、これを昆虫細胞[Spodoptera frugiperda(Sf9)系]に感染させ、培養し、組 換えp19を産生することに成功したことを思い起こすべきである。使用された バキュロウイルスベクターのポリヘドリン(polyhedrin)プロモーターのコント ロール下に、以下に記載するペプチド配列をコードする配列を導入した: ・ポリヘドリンシグナル配列の5’末端35塩基対の断片で、このタンパク質の 発現を開始するメチオニンコドンを(ATTに)変異されたもの; ・MSP−1シグナルペプチドを含み、MSP−1のN末端部位に対応する32 アミノ酸残基から成るペプチドをコードする5’末端ヌクレオチド断片: ・p19をコードするヌクレオチド配列あるいはPlasmodium vivaxのMSP−1 タンパク質のp42をコードするヌクレオチド配列の何れかで、場合に応じて、 ヌクレオチド配列の3’末端領域を備え(「固定」形態)または欠失し(可溶形 態)た配列。この発現産物のC末端側は、最終産物であるp19タンパク質を寄 生虫膜へ固定する際に本質的役割を担うと考えられている; ・2つの終止コドンTAA。 p42の、MSP−1のC末端領域に由来する配列は、Asp1325からL eu1726(固定された形態)か、Ser1705(可溶性の形態)までで、 p19では、その配列はIle1602からLeu1726(固定された形態) か、Ser1705(可溶性の形態)までで、上に示されたp42またはp19 の完全なアミノ酸配列は、開始から末端アミノ酸までP.vivaxのベレム(Belem )単離体で配列決定された遺伝子であることがわかる(20)。 同様の結果が、同じベクター系において、三日熱マラリア原虫Plasmodium cyn omolgiのp42およびp19をコードするヌクレオチド配列を使用して得られた 。P.cynomolgiにおける興味は2倍である:これはマカクに対して感染性であるP .vivaxに非常に近い寄生虫種である。またこれはヒトにも感染可能である。さら に、天然系におけるP.cynomolgi由来のMSP−1の保護効果を検証するために 、P.cynomolgiの自然宿主、アカゲザルおよびトクマカクへの感染も可能である 。アカゲザルはヒトの免疫応答に対応する最も代表的な種の一つであると考えら れる。 特に、2つの組換えポリペプチド:P.cynomolgi由来の可溶性p42と、可溶 性p19は、それそれバキュロウイルス系で産生され、未変性のMSP−1タン パ ク質の対応領域を認識するモノクローナル抗体を使ったアフィニティカラム上で 精製され、トクマカクを用いて実施したワクチン接種試験により、特に可溶性p 19では優れた結果が得られた。次の観察がなされた:p19のみ(3匹のサル )とp19とp42の併用(3匹のサル)で免疫化された6匹のサルは、全て、 抗原投与感染後、現実的にはほとんど免疫性を示さなかった。p42で免疫化さ れた3匹のサルにおいて得られた結果にも有意の差はなかった。3匹のうち2匹 は上述した通りであるが、3匹目は、免疫化されていないサル(3匹)またはフ ロイントアジュバントの存在下でPBS緩衝液とともに免疫化された対照(3匹 のサル)よりもより低い寄生虫血症を示したため、あまり明確ではなかった。 P.cynomolgi由来の組換えp19とp42を組み合わせて導入したバキュロウイ ルス系中で産生された組換えポリペプチドを用いて、マカクで実施した特に効果 的な試験結果から、他のプラスモディウム属由来の組換えp42をそれぞれ含む組 換えポリペプチドが同様に挙動しなければならないことが示された。これらは、「 人工宿主」においてP.vivaxまたはP.falciparum行われた試験結果よりも、ヒ トにおけるマラリアに対して、より意味がある。 C末端MSP−1タンパク質(p42)由来のバキュロウイルス組換えタンパク 質は、ヒトに対するMSP−1の保護効果を評価する最も代表的なモデルを構成 する、天然系において非常に有意な抗マラリア保護効果を奏する。 p42の形態が、ワクチン接種された患者が多くの多型性に直面する自然の状 況において有害となりうる効果を持つp42のN末端部位の高頻度可変領域が除 去されたものである場合は、得られる保護効果はさらに改善される。 しかしながら、領域II及び領域IIIの全てもしくは一部の欠失は通常は最良の 結果をもたらす。当業者であれば、対応するp42の領域IとIV間の融合タンパ ク質、あるいは更には2つの異なった種のマラリア原虫からの2つのp42から 、それぞれに由来する領域Iと領域IVを融合させたタンパク質でさえ産生しうる ことは明らかである。これらの融合タンパク質が、最も良好に保存されたものか ら選ばれた、領域IIの部分、好ましくは領域IIIに対応する結合エレメントを含 むことができることは言うまでもない。例として、p33のC末端ポリペプチド 配列は、それが存在するときは、50未満のアミノ酸残基、あるいは35未満、 あ るいは更には10未満のアミノ酸残基を含む。 部分的に欠失されたp42タンパク質のポリペプチド配列は、p19が寄生虫 から保護する抗体を誘発する能力を維持するならば、(領域IVあるいは)p19を コードする配列の全てを含む必要はない。特に、「断片部分」の分子量は10から 25kDa、好ましくは10から15kDaである。おそらくは、このポリペプ チド断片部分は、2つのEGF(上皮細胞成長因子)領域の少なくとも一方を含 む。 本発明の組換えタンパク質の領域Iにも当然同じ知見が当てはまる。 明らかに、当業者であれば、活性断片ともはやそうではないものとを、p42を コードする断片のエキソヌクレアーゼによる切断時間を変えるか、または適当な 制限酵素との反応により、p42をコードする配列から得られた断片からそれぞれ 単離したp42由来の長さの異なる挿入断片を含む修飾ベクターを産生することに よって実験的に識別することができる:ついで対応の修飾ベクターにより形質転 換し、保護効果を呈する対応の真核細胞、特に昆虫細胞におけるこれら挿入断片 による発現物質の能力を、特に以下の実施例において記載される実験条件下で試 験することができる。特に、これら挿入断片の発現物質は、対応する寄生虫全体 によって生体内で誘導される寄生虫血症を阻害することができるものでなくては ならない。 しかして、本発明は、活性成分の必須構成ポリペプチ配列が、他のものによる 所定のアミノ酸配列の付加、欠失もしくは置換が、修飾ペプチドの寄生虫血症阻 害能力に大きな変化をもたらさないことを前提として、上述した断片により得ら れるものに等価な細胞および/または体液型免疫学的応答を誘導しうるペプチド −以下「免疫学的等価ペプチド」と称する−により構成される全てのワクチン用 組成物を含む。 また、部分的に欠失されたp42は、対応寄生虫により生体内で通常誘発され る寄生虫血症を阻害する能力を変化させないで増大させるならば、当然に、N末 端側またはC末端側で、またはペプチド結合を介して、ワクチン増強作用を持つ 更なるマラリア原虫のタンパク質断片(例えば、特にシステインに富んだある領 域を持つP.falciparum(30)および(31)由来のEBA−175、あるいは P.vivax(29)由来のダフィー(Duffy)結合タンパク質)に結合していてもよい 。 また、部分的に欠失したp42あるいはその一部をコードする断片のN末端上流 に、異なるペプチド配列、例えばMSP−1タンパク質に対するもののような、 使用シグナルペプチドのC末端断片を含むことができる。この配列は、50アミ ノ酸残基末満が好ましい、例えば10から35のアミノ酸を含む。 これらの知見は、例えば他のマラリア原虫、特にマラリアの最も深刻な状態の 一つの原因であり、寄生虫の優性種であるP.falciparum由来のp42にも同様に 当てはまる。 しかしながら、バキュロウイルス系においてP.vivaxまたはP.cynomolgi由来 の組換えp42を産生するための上に要約した技術では、単に免疫保護試験の実施 を可能にする程のかなりの量を得ようとするのであっても、満足のいく収量でP .falciparumの組換えp42の産生を変化させないように導入するのは困難である 。 本発明は、この問題を大部分解決するための方法をまた提供する。さらにバキ ュロウイルス系の発現ベクターにおけるPlasmodium falciparumのp42をコード する自然ヌクレオチド配列を合成ヌクレオチド配列を使用して置換し、非常に高 い収率でP.falciparum−および同様の困難性を有する他のマラリア原虫−のp4 2を得ることが可能になり、該合成ヌクレオチド配列は、同じp42をコードする が、自然ヌクレオチド配列よりもヌクレオチドのGおよびCの割合が高いことを 特徴とする。 ヌクレオチド合成によってDNAを合成し、遺伝コードが許容する場合は常に 、天然配列のp42をコードする部分を天然のコドン以上のCおよび/またはG濃 度を有する合成コドンによって置換して同様のアミノ酸をコードする遺伝コード を提供するものを選択することでこの結果が得られることは当業者に明らかであ る。 したがって、配列が上述のように部分的に欠失させられたp42まで同じ知見 が拡張されうることとなる 換言すれば、本発明は、バキュロウイルス系においてp42をコードするヌクレ オチド配列の発現が、これらバキュロウイルス中に通常含まれ感染宿主細胞で発 現する自然ヌクレオチド配列に対して観察されるように、バキュロウイルスによ り形質転換可能な宿主細胞の「細胞機構」で発現するヌクレオチド配列の連続し たコドンの適合性の改善と明らかに関連しており;よって、本来のP.falciparu mヌクレオチド配列は全く発現しないか、ほとんど発現せず;falciparumのp42 をコードするのヌクレオチド配列のものよりもGおよびCの量が比較的より高い ため、Longacreら(14)により観察されたバキュロウイルス系のP.vivaxのp 42、および発明者がまた示したように、本来のp42ヌクレオチド配列から改変し たP.cynomolgi配列のp42に対する効果的な発現の説明が可能となる。 しかして、本発明は、より一般的には、バキュロウイルス系に摂取されうるシ グナルペプチドをコードする第1のヌクレオチド配列を、ベクターに含有され、 ベクターにより移入可能な細胞により認識されうるプロモータのコントロール下 で、含む組換えバキュロウイルス型修飾ベクターであって、第1のものの下流に あって、またプロモーターのコントロール下で ・p42、または、領域IIと場合によっては領域IIIの一部または全てが欠失し たp42をコードするペプチド断片の配列; ・バキュロウイルス系における第2配列由来の発現物質が、対応寄生虫による寄 生虫血症を生体内で阻害しうる免疫応答を誘導しうる場合には、該ペプチド断片 の一部; ・上記断片の上記一部または上記p19ペプチド断片により得られるものと同様 の細胞および/または体液型免疫学的応答を誘導する上記免疫学的に等価なペプ チドの能力に大きな変更を生じないアミノ酸の付加、欠失もしくは置換した上記 C末端ペプチド断片(p19)もしくは前記断片の一部と免疫学的に等価なペプ チド; のペプチド配列をコードし、 前記ヌクレオチド配列が、必要に応じて、それを構成しているヌクレオチドの全 体の40%から60%の範囲、好ましくは少なくとも50%GおよびCのヌクレ オチド含有量を有することを特徴とする。この配列は、本来のコドンに対応する 翻訳を変えることなく(ペプチド配列を維持して)G/Cに富んだコドンに変化 している合成遺伝子を作ることによって得ることができる。 合成DNAにより与えられるヌクレオチド配列は、本来の翻訳配列の特徴を保 持しながら、すなわちアミノ酸配列を維持しながら、cDNAまたは本来の遺伝 子配列に対し少なくとも10%の修飾コドンを有しうる。 産生された組換えペプチド−あるいは免疫学的に等価なペプチド−のアミノ酸 配列が修飾されても、特に以下に記載する試験において、形成された組換えタン パク質の免疫学的特性または保護特性の消失にならない場合には、GおよびCヌ クレオチド含有量がさらに増大されうることを排除するものではない。 これらの知見は、ヒトに感染性である他のマラリア原虫、特に、本来のヌクレ オチド配列がバキュロウイルス系における有効な発現とあまり適合性のないTお よびAのヌクレオチド含有量を持つ対応p42をコードするものにも当然適用され る。 使用されるシグナルをコードする配列は、関連したマラリア原虫の本来の配列 と通常結合したものでありうる。しかし、それは、他のマラリア原虫、例えばP .vivaxまたはP.cynomolgiまたはそれがバキュロウイルス系におけるシグナルと して認識されうるならば他の生物体からでも得ることができる。 考慮中のベクターにおいてその断片またはp42をコードする配列は、ある場合 は、由来している寄生虫への未変性タンパク質の固定配列が剥奪されており、そ の場合、発現したタンパク質は一般的に培地中に排出される(可溶性の形態)。 また本発明は、コードする配列が、通常、それが発現する宿主の細胞膜への末 変性タンパク質の固定を引き起こすp19の疎水性C末端配列をコードする3’ 末端配列を含むベクターに関する。さらに、この3’末端領域は、使用したバキ ュロウイルス系の宿主の細胞膜に産生した組換えタンパク質の全体を固定する配 列をそれがコードする場合に他の生物体由来の、あるいはP.vivaxからの3’末 端配列に例えば対応する、可溶性のp42部分をコードする配列に対して異種性で ありうる。このような固定配列の例としては、Spodoptera fruglperda(32)型 昆虫の細胞で発現可能なCD59抗原のGPI(32)またはCD14ヒトタン パク質のGPI(33)がある。 またさらに本発明は、当然組換えタンパク質にも関連しており、これらタンパ ク質は対応マラリア原虫に対して形成されるヒト血清が認識するエピトープの高 次構造を含む。 一般には、本発明は、それがエピトープの高次構造、例えばバキュロウイルス 系で産生されたもの、特に還元培地中で不安定なものを含む場合には、上述した 型の任意の組換えタンパク質に関する。 また本発明は、もちろん、特にバキュロウイルス系で使用される細胞宿主への 、固定領域を持つ形態であるか、可溶性の形態であるかにかかわらず、前記組換 えタンパク質にも関する。 また、本発明は、上述のp42または部分的に欠失したp42と、割く朕の生産 に用いられる担体分子、たとえばポリリシン−アラニンとの、共有あるいは非共 有結合によるあらゆる抱合生成物をカバーする。これらを用いるワクチン組成物 もまた本発明の一部を形成する。 またさらに、本発明は、Plasmodium vivax由来のタンパク質を含む、これらの オリコマー様、または抱合した組換えタンパク質を使用するワクチン用組成物に も関する。 また本発明は、上述した組換えタンパク質がアジュバント、例えばミョウバン と混合した組成物を包含する。それらが産生された細胞膜への固定を許容するC 末端領域を含む組換えタンパク質は、有利には、ワクチン産生に適切なリポソー ムを形成しうる脂質と組合わせて使用される。限定するものではないが、例えば J.Delattreらによる「リポソーム:技術的、生物学的および薬理学的アスペク ト(Les liposomes aspects technologique,biologique et pharmacologiqus)」 (INSERM社、1993年)と題された刊行物に記載されている脂質を用いることがで きる。 適切にワクチン接種をすれば、相同の固定領域であろうと異種の固定領域であ ろうと、組換えタンパク質に固定部位が存在すると、特に高い保護活性を有しう る細胞親和性抗体、特にIgG2aおよびIgG2bの産生がマウスにおいて促進さ れ、このように構成されたワクチンの活性成分を脂質以外のアジュバントと会合 させて、リポソーム形態にすることは不要になる。リポソームは、冷貯蔵せずに 貯蔵および移送することができ、ある条件下で凍結乾燥も可能なので、これは大 きな利点である。 本発明の他の特徴は、以下に記載する本発明の組換えタンパク質の実施例およ びそれらを産生可能な条件から明らかになるであろう。これらの実施例は、本発 明の範囲を限定することを意図はしていない。 PfMSP1p19S(可溶性)(P.falciparum由来の可溶性p19)の構造の記 載 組換え構成体PfMSP1p19Sは、8塩基対のリーダー配列と、Met1から Asp32までのPlasmodium vivax由来のMSP−1の最初の32アミノ酸残基[ ベレム単離体:Del Portilloら、1991、P.N.A.S、88、4030]に対応し、Eco RI切断部位により2つの断片が連結しているGluPheが続くDNAを含む 。これに、図1に記載され、Asn1613からSer1705までのPlasmodium falci parumのMSP1p19をコードする合成遺伝子が続く[Uganda-Palo Alto単離体:C hangら、1988、Exp.Parasitol、67、1]。構造体は2つのTAA終止コドンで終 了する。この構造により、感染した細胞からの培養上清に分泌された組換えタン パク質が生じる。 同じ方法で比較するために、ChangらによりExp.Parasit.(67、1;1989)に記 載されたP.falciparum株(FPU)の対応DNAを直接コピーしたものからなる コード配列を使った以外は、上述したp19を産生させたのと同様の条件下で組 換え構造体を産生した。遺伝子のコピー(アスパラギン1613からセリン17 05)は、PCRに本来の遺伝子から合成した。 図1Aは合成遺伝子(Bac19)と「本来の遺伝子」(PF19)の両方の 配列を示している。 これから、P.falciparum由来のp19をコードする本来の配列93コドンの うち57コドンが修飾された(55はコドンの3番目のヌクレオチド、他の2つ のコドンは1番目および3番目(2番目では?)のヌクレオチド)ことが分かる 。上述した条件下でシグナルペプチドを導入し、クローニングのためのEcoR I切断部位を導入するために5’末端に新規のコドンが加えられ、また同様に発 現終止信号を入れるために、P.falciparump19に存在しなかった2つの終止コド ンが加えられた。連続するコドンの上部に付けた個々の文字は、連続する各アミ ノ酸に対応する。星印(*)は終止コドンを示している。2つの配列が同一の場 合はヌクレオチドを垂直線で示している。 PfMSP1p19A(固定GPI)(P.falciparumの固定p19)構造の記載 PfMSP1p19A構造は、合成配列(図1B)が、2つの終止コドンTAA が続くAsn1613からIle1726までのPlasmodium falciparumのMSP1p19( Uganda−Palo Alto単離体)をコードすることを除けば、上述の特徴を有してい た。この構造により、感染した細胞の原形質膜に、グルコシルホスファチジルイ ノシトール(GPI)型構造体によって固定された組換えタンパク質が生じる。 図1Cは、シグナル配列を切断する前のPfMSP1p19S組換えタンパク質 の配列を表す。 図1Dは、シグナル配列を切断した後のPfMSP1p19S組換えタンパク質 の配列を表す。 図1Cおよび1Dにおいて下線が付されたアミノ酸残基は、(シグナル配列を 有する)P.vivaxのMSP−1のN−末端部とP.falciparumのMSP−1p19由 来のヌクレオチド配列を連結するためのEcoRI部位をもつ。 図2−免疫親和性により精製された可溶性の組換えPfMSP1p19抗原を、 β−メルカプトエタノールの存在(還元)下または非存在(非還元)下でSDS −PAGEし、免疫ブロット法により分析した。2%のSDSの存在下でサンプ ルを95℃まで加熱した後ゲル上に添加した。これらの条件下では、共有結合( ジスルフィド架橋)のみが非凝集化に抗しうる。左手のブロットは未変性p19 の直線状エピトープと反応したモノクローナル抗体で染色した。右手のブロット はPlasmodium falciparumによるマラリアに対して獲得した免疫性を有する患者 から生じた13のヒト抗血清の混合物で染色した。これらの結果は、組換えバキ ュロウイルス分子の大半が、ヒトの抗血清により認識されるポリマーの形態でエ ピトープの高次構造を再生しうることを示している。 図3−可溶性のPvMSP1p42組換え抗原(Longacreら、1994、前掲)をP.f alciparumのメロゾイト由来のタンパク質画分と共存させ、で37℃で5時間イ ンキュベートし、等電点電気泳動により分離した。ついでサンプルを、β−メル カプトエタノールの存在(還元)下または非存在(非還元)下で免疫ブロット法 により分析した。等電点電気泳動画分5ないし12および界面活性剤の存在下( Tex)または非存在下(T)で得られた2つの全メロゾイト抽出物が分析され た。免疫ブロットはP.vivaxのMSP1p42およびp19に特異的なモノクローナル 抗体で明らかになった。この結果は、界面活性剤で抽出されうるP.falciparum のメロゾイトにタンパク質分解活性があることを示唆している。ある画分による p42の消化は、消化物質(p19)の重合を引き起こすようである:β−メル カプトエタノールが存在すると、約19kDaの分子(Tex−R)が優位にな って、高分子量の形態のものが消失するため、この重合は、おそらくジスルフィ ド架橋の形成に関連している。よって、これらの実験で観察されたp19の重合 が、生体内でのこの分子固有の性質であると思われる。 PcMSP1p19S(可溶性)構造(P.cynomolgiの可溶性p19)の記載 上述した構造体で使用されたDNAは、Plasmodium cynomolgi ceylonesi株の クローンから得られた(22−23)。この株はその自然宿主[マカカ シニカ (Macaca sinica)]を連続して通過し、蚊を介して循環伝染することにより保 持された(27)。 成熟したシゾント段階における血液寄生虫を、寄生虫血症が5%のレベルに達 成したときに、感染したサルから得た。ついでそれらを(25)に記載された方 法を使用して精製した。ついでDNAを(26)で記載されているようにして抽 出した。 1200の塩基対の断片を、P.vivac由来の図4で下線が施されているオリゴ ヌクレオチドを使用するPCR反応を使用して産生した。5’末端オリゴヌクレ オチドはEcoRI切断部位を含み、3’オリゴヌクレオチドはBglII切断部 位に続く2つの合成終止コドンTAAを含有する。この断片をP.vivaxのMSP −1タンパク質に対するシグナル配列を既に含むpVLSV200プラスミドに、 これらEcoRIおよびBglII切断部位を介し、連結反応させて導入した(1 9)。新規のプラスミド(pVLSV20042)はDNAの塩基配列を分析する ために使用した。 P.cynomolgiおよび対応P.vivax配列を並べた。黒い矢印は推定される第1お よび第2切断部位を示している。それらはP.falciparumの既知の部位との相似 性によって決定した(27、28)。垂直線および水平矢印は研究された4つの 領域の境界に配されている。領域4はP.cynomolgiのP19をコードする配列に 相当する。グリコシル化部位を箱で囲み、保護されたシステインに下線を付した 。図4の下部はP.vivaxとP.cynomolgiの2つの単離体間での相同性の割合を示 している。 組換え構造体PcMSP1p19Sは、8塩基対のリーダー配列と2つの断片を 連結しているEcoRIのためにGluPheが続くMet1からAsp32までの Plasmodium vivax由来MSP−1の最初のアミノ酸32個[ベレム単離体:Del Portilloら、1991、P.N.A.S、88、4030]に相当するDNAを含有する。これに はLyS276からSer380までのPlasmodium cynomolgiのMSP1p19をコー ドする配列が続く[セイロン(Ceylon)株]。構造体は2つのTAA終止コドン で終了する。この構造体により、感染した細胞からの培養上清に分泌された組換 えタンパク質が生じる。 Plasmodium falciparumのp19を特異的に認識するモノクローナル抗体 での免疫アフィニティークロマトグラフィーによる組換えPfMSP1p19の 精製 ファルマシア社(Pharmacia)で使用されている手順を詳述した標準的な方法に 従い、3gの活性化CNBr−セファロース4B(ファルマシア社)に、70m gのモノクローナル抗体(1997年2月14日にCNCM[国立微生物培養菌 株保存機関](フランス,パリ)に登録番号1−1846で寄託されたG17. 12ハイブリドーマから得られたもの、;このG17.12ハイブリドーマはP. falciparumのp19を認識するIgG2a/kを産生するX63 Ag8 65 3ミエローマから構成された)を結合させてクロマトグラフィー用の樹脂を調製 した。可溶性のPfMSP1p19を含有する培養上清を4℃で16時間、クロ マトグラフィー樹脂とともにバッチでインキュベートした。カラムを20倍量の PBS(0.05% NP40を含む0.5 M NaCl)で一度、5倍量のPBSで一度、さらに 2倍量の10mMリン酸ナトリウムpH6.8で一度洗浄した。溶離は0.2MのグリシンpH2 .2 30mlで行った。溶出液は1Mリン酸ナトリウムpH7.7で中和し限外濾過により 濃縮し、PBSで透析した。吸着したPfMSP1p19を精製するために洗浄 液および溶出液の全てに、0.1%の3−(ジメチル−ドデシルアンモニオ)−プロパ ンスルホネート[フルカ(Fluka)社]を補足的に加えた。 リスザルSaimiri sciureusにおけるP.vivaxの 組換え(p42およびp19)MSP1のワクチン接種試験 このワクチン接種試験は、雄で脾臓摘出されていない2から3才のSaimiri sc iureus boliviensisモンキーについて行った。3匹のサルに、免疫アフィニティ ーで精製した、それそれ約50から100μgの可溶性の組換えPvMSP1p4 2 およびp19(19)の混合物を、3週間の間隔で3回筋肉注射して感染させた。 完全(FCA)または不完全フロイントアジュバント(FIA)を次のように使 用した:第1回目の注射:FCA/FIAを1:1;第2回目の注射:FCA/ FIAを1:4;第3回目の注射:FIA。ついでこれらのアジュバント組成物 をPBS中で抗原と1:1で混合した。5匹の対照サルは、同様のプロトコール を用いてE.coliで産生されたグルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST) を抗原として投与した。抗原投与後の感染は、最終の注射後2.5週間適応させ たPlasmodium vivax株(ベルム)に感染した2×106の赤血球細胞を注射する ことにより行った。なすりつけ標本をギムザ染色ご検査することにより全ての動 物における寄生虫血症を毎日測定することで保護度を評価した。 図5の曲線は、測定された寄生虫血症発症率の変動を、感染後の経過時間(日 数)の関数としての血液1マイクロリットル毎の寄生された赤血球の数(縦座標 は対数尺)として示している。曲線Aは3匹のワクチン接種されたサルにおいて 観察された平均値に相当し;曲線Bは5匹の対照サルにおける平均値に相当する 。 図は、ワクチン接種により、寄生虫血症を大きく減少させる効果があることを 示している。 トクマカクMacaca sinicaにおけるPlasmodium cynomolgiの 組換え(p42およびp19)MSP1のワクチン接種試験 15匹の捕獲したサルを次のように使用した:(1)3匹に100μgの可溶 性のPcMSP1p42を注射した;(2)3匹に35μg(第1回目の注射)ま たは50μg(第2回目および第3回目の注射)のPcMSP1p42を注射した; (3)3匹にPcMSP1p42およびp19の混合物を注射した;(4)3匹にアジ ュバントとPBSを注射した:(5)3匹には何も注射しなかった。上述の実験 手順では、完全および不完全フロイントアジュバントを使用した。注射は筋内注 射で4週間の間隔をおいた。抗原投与後の感染は、最終の注射後4週間適応させ たPlasmodium cynomolgiに感染した2×105の赤血球細胞を注射することによ りなされた。ギムザ染色で寄生虫血症を検査することにより全ての動物における 寄生虫血症を毎日測定することで保護度を評価した。400のなすりつけ標本を 計数しても寄生された赤血球数細胞がなければ陰性に分類した。寄生虫血症は寄 生された赤血球数細胞のパーセンテージとして表した。 図6A−6Gに得られた結果を示す。それら各々には感染後の時間(横座標に 日数)の関数として、抗原投与動物において観察された寄生虫血症発症率(縦座 標の対数尺に沿って寄生された赤血球細胞のパーセンテージとして表す)を示す 。 結果は次のものに関する: ・図6A:ワクチン接種されていない対照動物; ・図6Bはフロイントアジュバントを含有する塩類溶液を投与した動物に関する ; ・図6Cは、動物にフロイントアジュバントを投与した結果の相対結果を強調す る目的で、図6Aおよび6Bを重ね合わせたもの(変動は明らかに重要ではない ); ・図6Dはp42でのワクチン接種の終わりに得られた結果を示す; ・図6Eはp19を単独でワクチン接種された動物に関する; ・最後に、図6Fはp19とp42の混合物をワクチン接種された動物に関する 。 p42は確かにあるレベルの保護度を誘発した。しかしながら、図6Eおよび 6Fに示されるように、本発明の組換えp19により付与される保護度は一層良 好であった。 遊離のシステインの出現に伴うp42の2つ目の切断により保護度が改善され 、試験された3つの種の組換えタンパク質において、この形態の大きな特徴であ るp19多重結合体を生じるジスルフィド分子間架橋が形成されるという仮説を 述べることができる。 グラフ(6A−6F)を作成するために使用された数を図6Gに示す。 P.cynomolgiトクマカクでのワクチン接種試験;対照体およびp19 を単独でワクチン接種したサルの二回目の抗原投与後の感染(図8) 他のワクチンを接種しないで6ケ月後、FCA/FIAとともに、p19MS P−1を単独で投与した3匹のマカク(図6E)、フロイントアジュバントを含 む塩類溶液を投与した3匹のマカク(図6B)、および2匹の新たな感染をして おらず、ワクチン接種もされていないサルに、Plasmodium cynomolgiに感染させ た1×106の赤血球細胞を注射することにより新規の抗原投与感染をさせた。 ギムザ染色によるなすりつけ標本の検査により全ての動物における寄生虫血症を 毎日測定することで保護度を評価した。400のなすりつけ標本を計数しても寄 生された赤血球数細胞がなければ陰性に分類した。寄生虫血症を寄生された赤血 球細胞のパーセンテージとして表した(グラフ8A−Cを作成するために使用し た図は図8Dである)。6ケ月前に抗原投与した6匹の免疫化された動物からは 、1日で0.008%の寄生虫血症発症率を示した各グループ1検体を除き、検 出可能な寄生虫血症はみられなかった(図8Aおよび8B)。影響を受けていな い2匹の対照体は21日で最大0.8%の通常の寄生虫血症を示した(図8C) 。よって、最初の抗原投与による免疫後、寄生虫血症がないかまたは非常にわず かであるにもかかわらず、1回目の抗原投与後の感染で、完全に通常の感染を示 す 3匹の対照体より、MSP−1p19をワクチン接種された3匹の動物は、6ケ 月間以上保護されていた。これらの結果は、p19の保護期間は少なくとも6ケ 月であることを示唆している。 P.cynomolgiトクマカク系におけるミョウバンと混合した p19でのワクチン接種試験(図9) 先の正の保護結果は完全(FCA)または不完全フロイントアジュバント(F IA)を使用することにより得られた。しかしながら、現在ヒトにおいて許容さ れている唯一のアジュバントはミョウバンである。このため、アジュバントとし てのミョウバンの存在下で、トクマカクにP.cynomolgiのMSP−1p19のワ クチン接種試験を行った。6匹の捕獲したマカクを次のように使用した:(1) 3匹の動物には20mgのミョウバンと50mgのP.cynomolgiの組換えMSP −1p19を4量注射した;(2)3匹の動物には10mgのミョウバンと生理 水を4回注射した。注射は筋内注射を4週間の間隔でおこなった。最後の注射の 4週間後、P.cynomolgiに感染した2×105の赤血球細胞を注射することにより 感染させた。ギムザ染色によるなすりつけ標本を検査することにより全ての動物 における寄生虫血症を毎日測定することで保護度を評価した。400のなすりつ け標本を計数しても寄生された赤血球数細胞がなければ陰性に分類した。。寄生 虫血症発症率を寄生された赤血球数のパーセンテージとして表した。この実験の 結果は次の通りであった。抗原投与後の感染は、ミョウバンと組換えp19とで 免疫化された3匹のマカクのうち2匹は、ミョウバンと生理水とで免疫化された 3匹の対照マカク(図9D)よりも、感染期間中、全寄生虫血症発症率が約30 倍少なかった(図9Aおよび9B)。p19で免疫化された3匹目のマカク(図 9C)は対照とあまり違わなかった。図9に記載されている、トクマカクMacaca sinicaにおけるPlasmodium cynomolgiのp19を使用するワクチン接種試験に ついては、グラフ(9A−9D)を作成するために使用したデータを(図9E) に与える。結果は、先の結果(図6、8)よりもあまり著しいものではないが、 かなりの保護度がミョウバンと組換えMSP−1について観察されるのはこれが 初 めてである。 図10:リスザルにおけるPlasmodium falciparumの組換えp19 を用いたワクチン接種試験 捕獲状態で飼育された約3才のSaimiri sciureus guyanensis(リスザル)20 匹を次のように使用した:(1)4匹の動物に、次のようにフロイントアジュバ ントの存在下で50mgの可溶性PfMSP−1p19を注射した:第1回目の 注射:FCA/FIAを1:1;第2回目の注射:FCA/FIAを1:4;第 3回目の注射:FIA。ついでこれらのアジュバント組成物をPBS中で抗原と 1:1で混合した;(2)2匹の対照動物には、PBSのみを(1)に記載され たようにしてフロイントアジュバントと接種した;(3)4匹の動物に10mg のミョウバン[Alu−Gel−S、セルバ社(Serva)]の存在下で50mg の可溶性PfMSP−1p19を注射した;(4)2匹の対照動物にPBSのみ を10mgのミョウバンと注射した;(5)4匹の動物に、次のようにしてリポ ソーム中で再生された約50−100mgのGPI固定化PfMSP−1p19 を注射した:300mmolのコレステロールと300mmolのホスファチジ ルコリンを真空乾燥させ、1.4mgのPfMSP−1p19、GPIを有する PBSにおいて330mMのN−オクチルグルコシドに再懸濁させた。この溶液 を吸着性のバイオビーズ・SM−2[バイオ・ラッド社(Bio-Rad)]を用い、 PBSに対して透析し、形成されたリポソームを遠心分離して濃縮し、PBSに再 懸濁させた。第1回目の注射は4℃に保たれた新鮮なリポソームで行ない、第2 回目および第3回目の注射は保存のために凍結されたリポソームで行った;(6 )2匹の動物に、(5)に記載されたようにp19,GPI抗原の不在下で、同 様の方法で作製された対照リポソームを注射した;(7)2匹の動物に、生理水 を注射した。4週間の間隔で3回の筋内注射を行った。Plasmodium falciparum に感染した1×106の赤血球細胞を注射することにより抗原投与後感染させた 。ギームザ染色によるなすりつけ標本を検査することにより全ての動物における 寄生虫血症発症率を毎日測定することで保護度を評価した。寄生虫血症発症率は 寄生赤 血球数のパーセンテージとして表した。このワクチン接種試験の結果を図10, A−Gに示す。 抗原投与による感染後、リポソームまたはフロイントアジュバントとp19で 免疫化されたグループは対照グループと同様の寄生虫血症を示した(フロイント アジュバントとp19でワクチン接種した1匹の動物(29番)はワクチン接種 と関連のない理由(心臓停止)で抗原投与後数日で死亡した)。これら2つのグ ループ(貧フロイントエマルション、凝結リポソーム)における抗原投与は不規 則で、これらの結果の有意性を完全に評価することはできなかった。ミョウバン グループでは、感染期間中、2匹の動物は対照の約4倍少ない全寄生虫血症発症 率を示し、1匹の動物は約3倍未満、および1匹の動物は対照と同様であった。 対照における変異性、おそらく抗原投与感染に使用された寄生虫株がカイエンヌ (Cayenne)でごく最近開発された脾臓未摘出Saimiriモデルに十分適合していな かったために、この実験を説明することは少し困難である。しかしながらミョウ バンとの実際の効果は、不十分ではあるが、現在のところ我々の抗原はミョウバ ンと組み合わせときに効果を示しす唯一のP.falciparumの組換えMSP−1で あると思われる。 リスザルにおけるPlasmodium falciparumの組換えp19を用いた ワクチン接種試験(図10と同じ試験) 捕獲状態で飼育されたサルに、次のようにして、4週間の間隔で2回、1ml の接種物を筋内注射した:(1)4匹の動物に、以下のようなフロイントアジュ バントの存在下で50μgの可溶性PfMSP1p19を注射した:第1回目の 注射:FCA/FIAを1:1;第2回目の注射:FCA/FIAを1:4;つ いでPBS中で抗原と1:1で混合した;(2)4匹の動物に、10mgのミョ ウバンの存在下で50μgの可溶性PfMSP1p19を注射した;(3)4匹 の動物に、1:1モルのコレステロールとホスファチジルコリンからなるリポソ ーム中で再構成された約50μgのGPI固定化PfMSP1p19を注射した 。動物は第2回目の注射後17日間飼育した。 P.falciparumによる寄生虫血症発症率30%のリスザルからの赤血球(多くは 成熟した形態)をPBSで洗浄し、残査を2%SDSおよび2%ジチオスレイト ールの存在下で8倍に希釈し、95℃で加熱後、7.5%(分離ゲル)および4% (濃縮ゲル)のポリアクリルアミドゲル上に添加した。ニトロセルロース膜に移 した後、免疫ブロット分析を次のようにして抗血清で行った:(1)フロイント アジュバントと可溶性のPfMSP1p19をワクチン接種した、4匹のサルの 抗血清プールを20倍希釈;(2)ミョウバンアジュバントと可溶性のPfMS P1p19をワクチン接種した、4匹のサルの抗血清プールの20倍希釈;(3 )リポソームと固定化PfMSP1p19をワクチン接種した、4匹のサルの抗 血清プールの20倍希釈;(4)50mg/50mlの、PfMSP1p19の 直線状エピトープと反応するモノクローナル抗体;(5)P.falciparumを繰り 返し感染させた約20匹のサル由来のSHI90抗血清プール。これはP.falci parumでの続く感染により影響を受けなくなった。500の希釈、(6)影響を 受けていない(P.falciparumにさらされたことがない)抗血清プール、20希 釈。 結果は、PfMSP1p19をワクチン接種されたサルの3つの抗血清プール がより成熟した形態のものを含む寄生抽出物中に存在する、非常に高分子量の複 合体(濃縮ゲルに拡散)と強く特異的に反応したことを示した。これらの結果は 、PfMSP1p19の特定の凝集体が、特にオリゴマーの形態で、バキュロウ イルス系中で合成される組換えPfMSP1p19分子に再生産されるエピトー プを含んで生体内で存在するという仮説を支持している。 図7もまたこれらの結果を示している。図7は、ゲル上にできた免疫ブロット を示している。初めの3レーンは、p19を[(1)フロイントアジュバントと の、(2)ミョウバンとの、(3)リポソームの形態での]注射したサルの生体 内での応答、特に、成熟段階(p42がp19とp33に切断される時)に特有 の、オリゴマーの形態で生体内のp19が凝集するという仮説を支持する高分子 複合体の存在を示している。 またこのワクチン接種試験は先の注射と同一の3回目の注射を含む。フロイン トアジュバントでの注射はFIAのみを含む。 各々のグループには2匹の対照動物:すなわち、PBSとフロイントアジュバ ントとを注射した2匹の対照動物;PBSとミヨウバンとを注射した2匹の対照 動物;タンパク質を含有しないリポソームを注射した2匹の対照動物;およびア ジュバントを含有しないPBSを注射した2匹の対照動物;がいる。保護度は上 述したようにして評価した。 図7B:この図のデータは、リスザルP.falciparum/ワクチン接種試験(図 10下)から得られた。番号は図10に記載されている個々のサルに対応する。 この図の技術と方法は、各々のサルの抗血清が、試験注射の日に3回注射した後 に試験されたこと、およびSHI抗血清が1:250まで希釈されたことを除け ば、図7と同様である。p19とミョウバンをワクチン接種した4匹のサルの抗 血清はかなりの高分子量複合体と強く特異的に反応するが、p19およびフロイ ントアジュバントまたはリポソームをワクチン接種した他のグループのサルは、 これらの複合体と少ししか反応性を示さなかった。また、p19とミョウバンを ワクチン接種されたサルが最も保護されていたため、この高分子量複合体との反 応性は、グループの1匹のサルは対照体に対して保護されておらず、他のものが 部分的にのみ保護されているにもかかわらず、保護効果を示すものであると思わ れた。 本発明は、限定する性格のものではないが、もちろん、他の応用、例えばある 実施例に関連して以下に記載されるものにも関している。 治療 組換え分子PvMSP1p19は、死の危険性があるP.falciparumによる深 刻なマラリア感染を治療するための受動的な転移に使用可能な特異的抗体を産生 するのに使用することができる。 診断 バキュロウイルス由来の組換え分子PvMSP1p42、PvMSP1p19 およびPfMSPp19は、特異的なネズミ科のモノクローナル抗体を産生させ るために使用することができ、使用された。これらの抗体は、他の種、例えばウ サギまたはヤギ由来のポリクローナル抗MSP1p19抗血清と組合せて、一般 的に致命的とはならないP.vivaxによるマラリアと、致命的となりうるP.falci parumによるマラリアとを識別することができるマラリアの半定量診断試験の基 礎を形成しうる。この試験の原則は、血中のp19タンパク質を含む全てのMS P−1分子を捕捉し、定量することである。 この点において、組換えp42、特に部分的に欠失した組換えp42の利点は 、次の通りである: (i)それらは同一種毎に、異種のマラリア原虫由来の抗体、特にP.falciparu mとP.vivaxに対するものが交差反応を生じないよう異なる種の間は十分に分散 して保存されており、 (ii)バキュロウイルス由来の組換えMSP1p19分子は、未変性構造のM SP1p19の多くを再生するようであるので、これらのタンパク質に対して産 生される抗体は診断用途によく適している。 以下に同定されている微生物は、次の登録番号で、1996年2月1日にブタ ペスト条約の規則6.1に従って寄託された: 同定参照符号 登録番号 PvMSP1p19A 1−1659 PvMSP1p19S 1−1660 PfMSP1p19A 1−1661 PfMSP1p19S 1−1662 PcMSP1p19S 1−1663 また本発明は、好ましくは混合物中に当初から含有されるp19型ペプチドを 精製するための、(例えばアフィニティークロマトグラフィー用の)固体状の支 持体に固定されたこれらの抗体の用途に関する。 精製とは、この混合物を抗体と接触させ、抗原−抗体複合体を解離させ、精製 されたp19型ペプチドを回収することを意味する。 次の請求の範囲であまり保存されていない部分または領域IIIの部分でp42が 欠失していると述べている場合、それらは、好ましくは少なくとも10のアミノ 酸を含み、P.vivax、P.cynomolgiおよびP.falciparumの保存率が70%未満(こ れ らと整列したとき10のアミノ酸中同一なものが7より少ない)の領域である。 p42を認識するものとして提供される本発明のポリクローナル抗体およびモ ノクローナル抗体は、好ましくは、領域IV自体を除いて領域IV以外の領域をより 特異的に認識するものである。好ましくは、それらはp42の領域Iを認識する 。 また、本発明はPlasmodium vivax以外のヒトに対して感染性であるマラリア原 虫型寄生虫のメロゾイト形態のMSP−1タンパク質のp42を選択的に認識し 、Plasmodium vivaxを認識しない特異的な抗体を分泌するハイブリドーマに関す る。 特にこれらのハイブリドーマはPlasmodium vivaxを認識せず、Plasmodiumfalc iparumのp42を特異的に認識するモノクローナル抗体を分泌する。 さらに、本発明はP.vivaxのp42およびP.cynomolgiのp42を特異的に認識 する特異的抗体を産生することを特徴とするハイブリドーマに関する。F10− 3ハイブリドーマが、Plasmodium vivaxのp42糖タンパク質を認識するIgG 2b/kを産生するX63 Ag8 653ミエローマから構築された。 さらに本発明は、タンパク質または断片の混合物、特に次のタイプ: ・P.falciparumのp42とP.vivaxのp42; ・P.falciparump42とP.falciparumのp19; ・P.vivaxのp42とP.vivaxのp19; ・P.falciparumのp42とP.falciparumのp19、およびP.vivaxのp19とP.v ivaxのp42; の混合物をさらに含有するワクチン用組成物に関する。 上記の組成物の全てにおいて、必要ならば、p42は、その高頻度可変領域が 除去されている。 例として、p42に通常含まれるp19断片のものに対応する領域は、それ自 体部分的に欠失され、この領域がこのp19に通常含まれる2つのEGFの少な くとも一つを含む。 これは、領域II、あるいは領域IIIのN末端領域または領域IIIの全てでさえ欠 失してもよい。 本発明はヒトのワクチンの製造に限定されるものではない。本発明は哺乳動物 に感染性である寄生虫由来の抗原または対応タンパク質を用いる家畜用ワクチン 組成物の製造および同様の条件下での製品にも適用することができる。さらに、 同様のタイプの感染であるバベシア病がウシ、イヌ、およびウマにも現れること が知られている。バベシア種の抗原の一つは、MSP−1のタンパク質の一部と 高い高次構造的相同性(特に、2つのEFG様体とシステインに富んだドメイン において)と機能的相同性を有する[(36)、(37)および(38)]。 このような寄生虫に対して可溶性の抗原を使用する家畜用ワクチンの例は開示 されている(39)。 これらの混合物に使用されるp42が、単離で検討される場合に、上述したよう に修飾されうることは言うまでもない。 文献 (1)Holder,J.A.ら(1982),「モノクローナル抗体と免疫血清により認 識されるPlasmodium falciparumのシゾント抗原の生合成とプロセシング」、J.E xp.Med.、第156巻:1528−1538頁。 (2)Howard,R.ら(1984),「成熟細胞内トロフォゾイドおよびシゾント 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───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12N 5/10 G01N 33/569 A 15/02 C12P 21/08 G01N 33/569 C12N 5/00 B // C12P 21/08 15/00 C (72)発明者 ロス,チャールズ フランス国 F―92500 リュイユ・マル メゾン,リュ・ジュヌビエーブ・クチュリ エ,18,C/O アニエ リモン (72)発明者 ナト,ファリダバノ フランス国 F―92160 アントニー,リ ュ・ミラボー,65 (72)発明者 バーンウェル,ジョン,ダブリュ アメリカ合衆国 ニューヨーク 10012, ニューヨーク,ワシントン スクウェア ビレッジ 3,アパートメント 10D (72)発明者 メンディス,カミニ スリランカ国 コロンボ 8,ピー・オ ー・ボックス 271,キンゼイ ロード

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 必須構成ポリペプチド配列が: ・領域II及び、必要ならば、領域IIIの一部又はより多くの部分、特に少ない保 存部分が欠失させられた、ヒトに感染性のマラリア原虫型寄生虫のメロゾイト形 態の表面タンパク質1(MSP−1タンパク質)の42キロダルトン(p42) 断片の配列か; ・対応する寄生虫によって生体内で正常に誘発される寄生虫血症を阻害しうる該 断片の部位の配列か; ・又は上記p42断片もしくは断片の上記部位によってつくりだされるものに等 価な細胞性又は体液性の免疫学的応答を誘発しうるぺプチドの配列である組換え タンパク質であって、 還元媒体中で不安定で、対応するマラリア原虫に対して形成されたヒト抗血清 によって認識されるエピトープの大部分を構成するエピトープの高次構造を含み うる組換えタンパク質。 2. p42に正常に含まれるp19断片の領域に対応する領域がそれ自体部分 的に欠失せしめられ、該領域が、このp19に正常に含まれる2つのEGF領域 の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求恒1に記載の組換えタンパク質。 3. p19断片の上記部分の分子量が10から25kDaの範囲、特に10か ら15kDaの範囲にあることを特徴とする請求項2に記載の組換えタンパク質 。 4. p42の領域I及び領域IVのポリペプチド配列の双方の必須部分を含み、 領域IIが欠失させられていることを特徴とする請求項1に記載の組換えタンパク 質。 5. ポリペプチド配列が、領域IIが欠失させられたp42のポリペプチド配列 であることを特徴とする請求項4に記載の組換えタンパク質。 6. 領域IIIのN末端領域又は領域IIIの全てが欠失させられた請求項5に記載 の組換えタンパク質。 7. 配列がp42の配列に正常に含まれるp19断片を、上記組換えタンパク 質が発現される宿主細胞、特に真核生物細胞、好ましくはバキュロウィルスによ る感染性の昆虫の細胞に固定させるタイプのグリコシルホスファチジルイノシト ール(GPI)を含むことを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の組換 えタンパク質。 8. 組換えタンパク質が発現される宿主、特に真核生物細胞、好ましくはバキ ュロウィルスによる感染性の昆虫の細胞の細胞膜への上記組換えタンパク質の固 定の誘発を介在する極度に疎水性のC末端部分が除去されていることを特徴とす る請求項1から7の何れか1項に記載の組換えタンパク質。 9. 水溶性であることを特徴とする請求項8記載の組換えタンパク質。 10. Plasmodium.falciparumのMSP-1タンパク質の一部が欠失した上記p42 配列もしくは対応する断片の上記部分を含むことを特徴とする請求項1から9の 何れか1項に記載の組換えタンパク質。 11. Plasmodium.cynomolgiのMSP-1タンパク質の一部が欠失した上記p42 配列もしくは対応する断片の上記部分を含むことを特徴とする請求項1から9の 何れか1項に記載の組換えタンパク質。 12. Plasmodium.vivaxのMSP-1タンパク質の一部が欠失した上記p42配列 もしくは対応する断片の上記部分を含むことを特徴とする請求項1から9の何れ か1項に記載の組換えタンパク質。 13. ワクチンの製造に使用する担体分子に抱合されていることを特徴とする 請求項1から12の何れか1項に記載の組換えタンパク質。 14. 請求項1から13の何れか1項に記載の組換えタンパク質を有効成分と して含む、ヒト感染性のマラリア原虫型寄生虫に対するワクチン組成物。 15. Plasmodium.vivax以外のヒト感染性のマラリア原虫型寄生虫のメロゾイ ト形態のMSP−1タンパク質のp42を特異的に認識し、Plasmodium.vivaxを 認識しない抗体。 16. Plasmodium.vivaxを認識しないことを特徴とする請求項15記載の特異 的抗体。 17. P.falciparumのp42を特異的に認識することを特徴とする請求項15 記載の特異的抗体。 18. P.vivaxのp42を特異的に認識することを特徴とする請求項15記載 の特異的抗体。 19. P.vivaxによる寄生虫感染と他のマラリア原虫による寄生虫感染とを区 別する鑑別診断方法において、マラリア原虫に感染した生物学的試料を請求項1 8記載の抗体と請求項16又は請求項17記載の抗体に接触させ、場合に応じて 免疫学的反応の生起又は非生起を検出することを特徴とする診断方法。 20. ベクターに含まれてベクターによって形質転換されうる細胞によって認 識されうるプロモーターの制御下で、バキュロウィルス系において用いることが できるシグナルペプチドをコードする第1のヌクレオチド配列を含む組換え体バ キュロウィルス型修飾ベクターにおいて、また上記プロモーターの制御下で、少 なくとも一部分がペプチド配列: ・必要ならば領域II、及び、また必要ならば、領域IIIの一部又はより多くの部 分、特によく保存されない部分が欠失させられた、ヒト感染性のマラリア原虫型 寄生虫のメロゾイト形態の表面タンパク質1(MSP−1タンパク質)の42キ ロダルトン(p42)C末端断片の配列か; ・バキュロウィルス系の第2の配列からの発現物が対応する寄生虫によって生体 内で正常に誘発される寄生虫血症を阻害しうる場合には、該ペプチド断片の一部 の配列か; ・上記ペプチド断片p42もしくは上記ペプチド断片部位によってつくりだされ るものに等価な細胞性又は体液性の免疫学的応答を誘発しうるペプチドの配列、 をコードする第1の配列より下流の第2の配列を含み、 上記ヌクレオチド配列が、構築されているヌクレオチドの全体の40%から60 %、好ましくは少なくとも50%の範囲のG及びC量を有することを特徴とする ベクター。 21. 上記第2のポリペプチド配列が請求項2から9の何れか1項に記載され たものに一致することを特徴とする請求項20記載の修飾ベクター。 22. 第2のヌクレオチド配列が合成配列である請求項20記載の修飾ベクタ ー。 23. 第1のヌクレオチド配列がPlasmodium.vivaxからのシグナルペプチドを コードし、マラリア原虫MSP−1タンパク質と正常に会合することを特徴とす る請求項20から22の何れか1項に記載の修飾ベクター。 24. 第2のヌクレオチド配列が、特にバキュロウィルスによる感染性の昆虫 の細胞に発現される宿主の細胞膜への上記組換えタンパク質の結合の誘導に関係 する疎水性C末端配列の3’末端が欠失せしめられたことを特徴とする請求項2 0から23の何れか1項に記載の修飾ベクター。 25. 修飾バキュロウィルスからなることを特徴とする請求項20から24の 何れか1項に記載の修飾ベクター。 26. 請求項20から24の何れか1項に記載の修飾ベクターによって形質移 入可能で、形質転換された生物であって、特にSf9型昆虫細胞。 27. 少なくとも一部分が、 ・領域II及び、必要ならば、領域IIIの一部又はより多くの部分、特によく保存 されない部分が欠失させられた、ヒトに感染性のマラリア原虫型寄生虫のメロゾ イト形態の表面タンパク質1(MSP−1タンパク質)の42キロダルトン(p 42)断片の配列か; ・対応する寄生虫によって生体内で正常に誘発される寄生虫血症を阻害しうる該 断片の部位の配列か; ・又は上記p42断片もしくは断片の上記部位によってつくりだされるものに等 価な細胞性又は体液性の免疫学的応答を誘発しうるペプチドの、 ペプチド配列をコードする第1ヌクレオチド配列を含み、 該ヌクレオチド配列は、構築されているヌクレオチドの全体の40%から60 %、好ましくは少なくとも50%の範囲のG及びC量を有する合成DNA。 28. 第1のヌクレオチド配列が、特にバキュロウィルスによる感染性の昆虫 の細胞で発現される宿主の細胞膜への、p42のものに配列が含まれるp19タ ンパク質の固定の誘導において正常に関係付けされた疎水性C末端配列の3’末 端が欠失せしめられたことを特徴とする請求項27記載の合成DNA配列。 29. 第1のヌクレオチド配列は、主配列に対して相同性あるいは非相同性を 持つマラリア原虫MSP−1タンパク質と正常に会合したシグナルペプチドをコ ードするシグナルヌクレオチド配列を先に有することを特徴とする請求項27又 は請求項28記載の合成DNA配列。 30. シグナルペプチドがP.vivax由来であることを特徴とする請求項29記 載の合成DNA配列。 31. 上記第1のヌクレオチド配列が、ポリペプチド細胞膜固定領域をコード する3’末端配列を含み、上記固定領域が、上記合成DNAを含むベクターで形 質転換された宿主細胞の膜表面に発現された組換えタンパク質を固定し、上記3 ’配列が主ヌクレオチド配列のものと相同であるか、特にP.vivaxからのものと 非相同であることを特徴とする請求項27から30の何れか1項に記載の合成D NA。 32. 3’末端配列がP.vivax由来であることを特徴とする請求項31記載の 合成DNA。 33. 上記3’末端配列が欠失せしめられていることを特徴とする請求項27 から31の何れか1項に記載の合成DNA。 34. 請求項15から18の何れか1項に記載の抗体の特性を有するモノクロ ーナル抗体を分泌するハイブリドーマ。 35. ペプチド混合物から所定の特異性を持つp42ペプチドを分離する方法 において、好ましくは不溶性担体に既に固定された請求項15から18の何れか 1項に記載の対応抗体に上記ペプチド混合物を接触させ、ついで形成された抗原 −抗体複合物を解離させ、精製されたp42ペプチドを回収することを特徴とす る方法。 36. マラリア原虫感染に対して免疫応答を誘発しうる免疫原組成物を調製す るための、請求項1から12の何れか1項に記載のタンパク質の使用。 37. 請求項1から13の何れか1項に記載のタンパク質と、該タンパク質が 由来するものと相同性を持つ寄生虫から由来する対応のp19あるいは他の組換 え体p42又はp19型タンパク質の何れかとの混合物を活性成分として含むワ クチン組成物。 38. 活性成分の混合物が、次の混合物: ・P.falciparump42とP.vivaxp42; ・P.falciparump42とP.falciparump19; ・P.vivaxp42とP.vivaxp19; ・P.falciparump42とP.falciparump19、かつP.vivaxp42と.P.vivaxp 19; から選択され、必要ならばp42はその最も高頻度の可変領域が欠失せしめられ ていることを特徴とする請求項37記載のワクチン組成物。 39. 登録番号I−1846で1997年2月14日にCNCMに寄託された ことを特徴とする請求項34記載のハイブリドーマ。
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