【実施例】
【0070】
例を説明する。次の例は、請求する発明を例示するためのものであるものの、それを制
限せずに提供する。
【0071】
シングル・ショット(単発、single-shot)またはプライム・ブーストの免疫化のどち
らかとも関連する異なった利点があり、それは免疫レジメンを最適化するとき、即時型免
疫対長期免疫のための必要性に依存し、考慮されなければならない。EBOVおよび他のフィ
ロウイルスのアウトブレイクは、突然に起き、そして迅速に個体群間で広まり、そこでは
、医療設備が不足する傾向がある。このようにして、これらの状況下では、ショートワク
チンのレジメンは望ましいことがある。この理由から、EBOV糖タンパク質(GP)および核
タンパク質(NP)遺伝子を含むrAd5ベクターによるシングル・ショットワクチン接種が、
非ヒト霊長類において開発された(Sullivanら、2006)。そのようなワクチンは、おそら
く挿入物の高い発現レベルおよび樹枝状細胞についてのAd5のトロピズムのために、1ヵ月
以内に強い免疫反応を誘発することが示された(Sullivanら、2003)。他方、長期の保護
免疫は、おそらく、耐久性T細胞メモリーを誘導することができる二つ以上の投与が含ま
れるプライム・ブーストワクチンのレジメンを必要とする。したがって、本発明者らは、
rAd35およびrAd26ベクターを用いる単独接種およびプライム・ブーストの組合せの双方に
ついての免疫原性および有効性を試験するために、一連の実験を設計し、そして、これら
の研究の結果をここに提示する。
【0072】
材料および方法
【0073】
産生rAdエボラワクチン。EBOVのGPsを発現する低い血清流行型(Low seroprevalent)E
1/E3欠失rAd26およびrAd35ワクチンベクターを構築し、増殖させ、そして前述したように
精製した(Abbinkら、2007)。EBOV GPを発現しないAd5のベクターを構築し、増殖させ、
そして同様の方法によって精製し、それぞれの実験で指示したように選定された動物にお
いてAd5に対する免疫を誘導するために用いた。ザイール(配列番号1)およびスーダン/
グル(配列番号2)の種の読み枠にわたるEBOV GP挿入物を、ヒトCMVプロモーターおよびS
V-40ポリアデニル化配列の転写制御下に、左ITRおよびパッケージングシグナルを含め、A
dゲノムの左側部分を含むプラスミド中にクローニングした。残りのAd配列(E3-欠失され
たもの)を含むコスミドによるこのプラスミドのPER.C6(R)細胞へのコトランスフェク
ション(同時形質移入)は、E1/E3欠失した複製欠損組換えAd26またはAd35のワクチンベ
クターを産生した。PER.C6
(R)細胞上でのrAd26およびrAd35ベクターの複製を容易にす
るために、ネイティブ(自然な)E4 orf6領域を、Ad5 E4orf6配列によって置換えた(Hav
engaら、2006)。そのrAdウイルスを、プラーク精製し、そしてそれぞれの1つのプラーク
を、およそ2.4Lの生産規模まで拡大した。2つのステップの塩化セシウム勾配超遠心分離
法を、rAd EBOVベクターを精製するために使用した。精製rAd EBOVワクチンを単独使用の
アリコートとして-65℃未満で貯蔵した。ウイルス粒子の力価を260nmでの光学密度を測定
して定めた〔Maizel(メンゼル)ら、1968、Virology(バイロロジー)36(1):115-25
〕。感染性は911細胞を用いたTCID50により評価した〔Fallaux(ファラオー)ら、(1996
)Hum Gene Ther(ヒューマン・ジーン・セラピー)7(2):215-22〕。アデノウイルス
媒介EBOV GPの発現はA549細胞の感染に次いでウエスタンブロット上で培養溶解物の分析
を続けることにより評価した。精製したベクターの同一性はPCRによって確認し、そして
フランキング配列を含めて、完全な導入遺伝子領域をDNAシークエンシングを用いてチェ
ックした。
【0074】
系統発生解析。系統発生上のツリーは、完全長アデノウイルスヘキソンアミノ酸配列を
用いて構築した。アミノ酸配列はクラスタルXプログラムを使用して配列決定し〔Larkin
ら、(2007)Bioinformatics、23(21):2947-8〕、そしてツリーを、Clustal X Neighbou
r-Joining method(クラスタルX近隣結合法)を使用して組み立て、そしてツリーは1000
回ブートストラップされた。ツリーはフィリップ・フィロジェニー・インファレンス・パ
ッケージ(Phylip Phylogeny Inference package)のバージョン3.68からのDrawtree pro
gramme(ドローツリー・プログラム)を使用して視覚化し、そしてプロットした。
【0075】
動物チャレンジ調査および安全性。動物実験は、関連するすべての連邦政府のガイドラ
インおよびNIHポリシーに十分に準拠して実施した。カニクイザル・マカク〔Macaca fasc
icularis(マカカ・ファシクラリス)〕は、齢3-5年および重さ2-3kgの間のものを、すべ
ての研究のためにCovance(コバンス)から入手した。サルは個別に収容し、そして定期
的にthe Guide for the Care and Use of Laboratory Animals(実験動物のケアおよび使
用のためのガイド)(DHEW番号NIH 86-23)が推奨するように、濃縮物(enrichment)を
与えた。動物を、採血またはワクチン接種前にケタミンで麻酔した。本研究において各ワ
クチン群は3つのカニクイザル・マカクを含み、そして各コントロール群は単一のカニク
イザル・マカクを含む。四週間のポストEBOVワクチン接種で、動物を、尾側の大腿部への
筋肉内経路によって送達されるザイールEBOVの1,000 PFUの標的投与量での感染のために
最大封じ込め研究所(Maximum Containment Laboratory)(BSL-4)に移した。ZEBOVチャ
レンジストック(保存株)を、以前のザイールでの1995年のアウトブレイクにおけるヒト
死者から調製した。動物は調査が完了するまでそこに残した。BSL-4施設にいる間、サル
は最低でも一日一回、給餌され、そしてチェックされた。
【0076】
USAMRIID(アメリカ軍伝染病研究機関)でのBSL-4の生命に有害な物質の封じ込めで行
われた動物調査は、USAMRIIDの施設内動物のケアおよび使用のための委員会(USAMRIID I
nstitutional Animal Care and Use Committee)によって承認された。動物研究は、アメ
リカ動物保護法(Animal Welfare Act)および他のアメリカ連邦法規(Federal statutes
)、および動物および動物を伴う実験に関連し(relating to animals and experiments
involving animals)、および実験動物のケアおよび使用に関する指針、アメリカ研究評
議会(Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, National Research Counci
l)、1996年に記載された原則に支持される規則(regulations)を遵守して実行した。使
用した施設は実験動物ケアインターナショナルの評価および認定のための協会によって十
分に認定されている。
【0077】
動物の免疫化。対象は各実験において指示された用量およびベクターを用いてニードル
およびシリンジによって両側の三角筋に筋肉内接種を受けた。選定した動物は、各実験で
示されたように、Ad5の免疫を誘導するために、エンプティー(空)のAd5ベクターの10
11
PFUでプレ(予備)免疫化した。Ad5のELISA抗体力価は、EBOVワクチン接種前に、これら
の動物において確立された。
【0078】
アンチEBOV GP IgG LISA。ポリ塩化ビニルELISAプレート〔Dynatech(ダイナテック)
、Vienna(ウィーン)、VA(ヴァージニア州)、またはNunc(ヌンク)、Rochester(ロ
チェスター)、NY(ニューヨーク州)を、ウェルあたり100μlの抗原によってコーティン
グ(被覆)し、そして4℃で一晩中インキュベートした。その後のインキュベーションは
室温で行った。293T細胞のリン酸カルシウム媒介一過性トランスフェクションによって生
成した貫膜欠失EBOV GP(EBOV GPΔTM)は抗原として役立った。プレートを抗原コーティ
ングした後、PBS含有Tween(ツイーン)20を用いて6回洗浄した。試験血清は1:50から1
:50,000に至るまでの7つの濃度に連続的に希釈し、そして60分間抗原でコーティングさ
れたウェルに添加した。プレートを、6回洗浄し、次いで検出抗体、ホースラディッシュ
ペルオキシドに結合したヤギ抗ヒトIgG〔H+L;Chemicon(ケミコン)/Millipore(ミリポ
ア社)、Billerica(ビレリカ)、MA(マサチューセッツ州)〕とのインキュベーション
を続けた。Sigma Fast o-Phenylenediamine Dihydrochloride(シグマファストo-フェニ
レンジアミン二塩酸塩)〔Sigma(シグマ社)、St. Louis(セントルイス)、MO(ミズー
リ州)〕基質をウェルに添加し、そして光学密度を測定した(450 nm)。各動物について
のワクチン接種前血清サンプル(試料)を、アッセイを行うたびごとにテストを行った。
既知ザイールEBOV GP IgG応答を有する単一動物からの陽性コントロール血清サンプルは
、アッセイを行うたびごとにテストを行った。バックグラウンド減算ELISA力価は、EC90
、逆数光学密度値として表わされ、それは、抗原結合において90%減少が存在する希釈を
表す。
【0079】
細胞内サイトカイン染色。カニクイザル・マカクからの全血サンプルを、末梢血単核細
胞(PBMC)を単離するためにFicoll(フィコール)上での密度勾配遠心分離にかけた。お
よそ1×10
6細胞を、37℃で6時間、10%熱不活性化ウシ胎仔血清を含む100μlのRPMI培地
において、抗CD28(クローンCD28.2)および-CD49d(クローンL25)抗体〔BD Bioscience
s(BDバイオサイエンシーズ社)〕、Brefeldin(ブレフェルジン)-A〔Sigma-Aldrich(
シグマ・アルドリッチ社)、St. Louis、MO〕、およびDMSOまたは全体のザイールEBOV GP
読み枠にわたるペプチドのプールのいずれかで刺激した。ペプチドは、新鮮な無菌のDMSO
において、各ペプチドについて2.5μg/mlの終濃度で再構成した11個のアミノ酸によって
重複した15量体であった。各サンプルについて、同等のアリコートを陽性コントロールと
してSEBで刺激した。6時間の刺激後、PBMCを、系統マーカー(lineage markers)(CD3-C
y7-APC、クローンSP34-2(BD Biosciences)、CD4-QD605クローンM-T477(BD Bioscience
s)、CD8-TRPEクローンRPA-T8、CD95 Cy5-PE、クローンDX2(BD Biosciences)、CD45RA
QD655、クローン5H3に対する抗体の混合物を用いて20分間室温で染色した。CD45RA QD655
およびCD8-TRPE抗体を、前述したように標準化されたプロトコルに従って共役させた〔Ko
upら、2010 Priming Immunization with DNA Augments Immunogenicity of Recombinant
Adenoviral Vectors for Both HIV-1 Specific Antibody and T-Cell Responses.(HIV-1
特異的抗体およびT細胞応答の双方のための組換えアデノウイルスベクターのDNA増強免疫
原性によるプライミング免疫化)。PLoS One 5(2):e9015.doi(ドイ):10.1371/journ
al.pone.(ジャーナル・ポン)0009015〕。2回洗浄した後、細胞を固定し、そしてCytofi
x(サイトフィックス)/Cytoperm(サイトパーマ)(BD Biosciences)で透過性にし、次
いでサイトカインTNFα-APCに対する抗体、クローンMAb11(BD Biosciences)、およびIL
-2 PE、クローンMQ17H12(BD Biosciences)を用いて染色を続けた。残存判別染料(viab
ility dye)ViViD(ビビッド)(Invitrogen)は生細胞と死細胞との間の区別を可能にす
るために含ませた〔Perfetto(パーフェト)ら、(2006)J Immunol Methods(ジャーナ
ル・オブ・イムノロジカル・メソッズ)313(1-2):199-208〕。サンプルは、LSR IIサ
イトメーター(血球計算機)(BD Biosciences)にて取得し、最大で1,000,000の事象ま
で収集し、そしてFlowJo(フロージョ)9.1およびSPICE(スパイス)5.0ソフトウェア〔T
ree Star(ツリースター)〕を用いて分析した。サイトカイン陽性細胞はCD4
+およびCD8
+
T細胞メモリーサブセット内の割合として規定した。メモリーサブセットはCD45RA±/CD95
+またはCD28±/CD95+として規定した。後者の場合、CD28 Alexa(アレクサ)488〔クロー
ン28.2、BioLegend(バイオレジェンド)〕は、非共役CD28 mAbの代わりに刺激のために
用いた。
【0080】
血清生化学。チャレンジ研究のために、血液を0、3、6、10、14および28日目のポスト
ザイールEBOV感染でNHPから収集した。総白血球数、白血球差(white blood cell differ
entials)、赤血球数、血小板数、ヘマトクリット値、総ヘモグロビン、平均細胞容量、
平均血球容量、および平均血球ヘモグロビン濃度は、EDTAを含むチューブに採取した血液
サンプルから、レーザーベースの血液学的分析機(laser-based hematologic Analyzer)
〔Coulter Electronics(クールターエレクトロニクス)、Hialeah(ハイアレア)、FL(
フロリダ州)、USA(米国)〕を使用することによって決定された。血清サンプルは、ア
スパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AST)の濃度について、Piccolo Point-Of-Care
Blood Analyzer(ピッコロポイントオブケア血液アナライザー)〔Abaxis(アバクシス
)、Sunnyvale(サニーベール)、CA(カリフォルニア州)、USA〕を用いて試験した。
【0081】
EBOVの検出。ウイルス滴定をVero(ベロー)細胞上でのプラークアッセイにより行った
。簡単には、血しょうサンプルの10倍増加希釈物を、複製ウェルにおいてベロー単層に対
して吸着させ(ウェルあたり0.2ml);このようにすることで、検出の制限は25pfu/mlで
あった。
【0082】
統計。抗GP ELISA IgG力価、およびT細胞のメモリーサブセットによる細胞内サイトカ
イン産生の比較を、GraphPad Prism(グラフパッドプリズム)ソフトウェアにおける両側
T検定を用いて行った。
【0083】
結果
【0084】
アデノウイルス系統およびベクター構築。EBOVについてのrAd5遺伝子ワクチンはマカク
において強力な防御免疫を提供し、そしてヒトの臨床試験において安全性および免疫原性
が証明された(Asmuthら;Kibuukaら;Harroら、2009;)。マカクおよびヒトにおける調
査は、既存の指示免疫性のベクターがウイルス性ベクターベースのワクチンの効力を制限
することがあることを示した(McCoyら、2007;Buchbinderら、2008)。血清学的陽性率
データは、ヒト集団の大部分がAd5による自然感染を世界的に経験していることを示唆し
ているから、本発明者らは、ワクチンベクターとして使用するための他のアデノウイルス
血清型を評価した(
図1A)。本発明者らは、Ad35、グループBおよびAd26、グループDのア
デノウイルスが、rAd5、グループCから遺伝的に分離され、それでこれらの血清型由来の
ワクチンベクターは霊長類でAd5の免疫力に敏感になるという仮説を立てた。Ad35およびA
d26ベクターがAd5での使用とは異なる受容体を用いるが、それにもかかわらず、それらは
単球由来樹状細胞の効率的な形質導入を実証し、そしてマウスでのAd5の免疫を免れる。
したがって、EBOVのザイールまたはスーダン/グル種からのGPインサート(GP挿入物)は
、ヒトCMVプロモーターの転写制御下に、rAd35およびrAd26ベクターのE1領域中にクロー
ニングされた(
図1B)。双方のベクターゲノムは、それらを複製欠損にし、そしてワクチ
ン接種した対象における組換えのための可能性を低減させるために、E1遺伝子において欠
失されている。
【0085】
マカクにおけるrAd35ワクチン接種および免疫応答の誘導。rAd35ベクターの能力を試験
し、Ad5ナイーブマカクにおける免疫応答を誘導するために、およびまたAd5に対する既存
の免疫の関連内でのベクター能力を評価するために、初期の調査は、ザイールエボラウイ
ルス(ZEBOV)、GP(Z)からのGPをコードする単一のEBOV種ワクチンを用いて行った。六
匹のカニクイザル・マカク、三匹のAd5ナイーブおよび三匹のAd5免疫を、各々針注入によ
ってrAd35-GP(Z)(Ad35BSU.Ebo.GP(Z)FL.wt)の10
10粒子により筋肉内にワクチン接
種した。三週間のポストワクチン接種では、抗原特異的抗体およびT細胞応答を、個々の
対象から得た末梢血サンプルで評価した。ELISAによって評価したEBOV-GP(Z)に対する
抗体は、すべての対象において誘導され、rAd35-GP(Z)ベクターが標的細胞のインビボ
形質導入および効率的な抗原提示を好首尾に媒介することを示した(
図2A)。AD5ナイー
ブおよびAd5免疫の対象は、およそ1:700から1:3000までにおよぶ血清抗体価を生成した
。これらの抗体レベルは、GP(Z)インサートを含むAd5ベースのワクチンについて観察さ
れ、そしてこのマカクAdワクチンモデルにおいてEBOV感染に対する免疫防御と関連付けら
れた最小値(1:500)を超えた範囲内である(Sullivan、2009)。有意な抗体力価は、す
べてのワクチンで誘導されたが、いずれの対象も、マカクにおいてAd5-GPワクチンベクタ
ーの投与後100%の保護を予測する閾値力価(約1:3500)を超えない。しかしながら、Ad
5ナイーブ対Ad免疫の対象における抗体力価の比較において、これらのグループのうち誘
発された平均力価において有意差がなかったことを示した(それぞれ1:1600対1:1800)
ことは注目すべきであり、rAd35ベクターが、Ad5に対し以前さらされた対象において有効
なワクチンであることを示唆した。
【0086】
細胞性免疫応答は、EBOV GP(Z)読み枠にわたる重複ペプチドでの対象PBMCの刺激後、
TNF-α(CD8
+)またはIL-2(CD4
+)のいずれかについて細胞内サイトカイン染色(ICS)
により評価した。CD45RAおよびCD95を用いるリンパ球の表面染色は、CD4
+およびCD8
+T細
胞(
図2 B-C)のメモリーサブポピュレーション(メモリー部分母集団)における抗原特
異的免疫応答を評価するために実行した。抗体反応について観察されたように、rAd35ベ
クターによりワクチン接種されたマカクはEBOV-GPに対する細胞性免疫を生成し、そして
抗原特異的T細胞の出現頻度はAd5免疫状態によって影響を受けなかった。対象の全体にわ
たって双方のCD4
+およびCD8
+リンパ球における細胞応答の順位の重要性(大きさ)は、抗
体反応に類似していたが、ある対象V3についての抗原特異的T細胞の出現頻度は検出可能
なレベルよりも低かった。マカクにおける以前の調査では、rAd5ベースのワクチンベクタ
ーは、CD4
+応答より優位であるCD8
+T細胞の出現頻度を誘導することが示された。本調査
では、rAd35ワクチン接種した対象体は、同様の出現頻度でGP-特異的CD4
+およびCD8
+リン
パ球を生成した。しかしながら、対象体の比較的少数を試験した場合、差異が、存在して
も、明らかにできない可能性がある。全体的に見て、これらの結果は、rAd35-GPがカニク
イザル・マカクにおいて免疫原性であること、および抗原特異的体液性および細胞性免疫
応答の誘導についてのベクター能力がAd5に対する既存の免疫性を有する対象体において
低減されないことを示す。
【0087】
rAd35ワクチン接種したマカクのZEBOVでのチャレンジ。次に、本発明者らは、rAd35-GP
でのワクチン接種がZEBOVの高用量での感染によるチャレンジに対する保護を提供するか
どうかを試験した。上記免疫応答の査定後一週間に、六匹のrAd35-GPをワクチン接種した
カニクイザル・マカクおよび一匹のナイーブのカニクイザル・マカクを、ZEBOVの1995 Ki
kwi(キクウィト)株の1000PFUに対し筋肉内注入により曝した。肝酵素を、感染によるチ
ャレンジ後定期的に測定し、それはこれらのマーカーにおける上昇はマカクでの増殖性(
productive)EBOV感染の特徴だからである。アスパラギン酸トランスアミナーゼ(AST)
の循環レベルを、日10-14を通して(
図2D)、およびその後28日間のフォローアップ期間
(図示せず)の最後の日に、急性感染期間中に3-4日毎に評価した。血しょうASTは、すべ
ての対象体において感染後3日を通してベースラインレベルにとどまり、感染EBOVチャレ
ンジ直後に正常な肝機能が示された。EBOV暴露後6日目まで、ワクチン未接種コントロー
ル対象体は、酵素レベルの10倍の増加を示し、この対象体での活動性感染が指し示された
。Ad5ナイーブ/rAd35ワクチン接種グループにおける二体の対象(V1、V3)からの血液サ
ンプルはまた、ASTでの劇的な増加を示し、その一方、このグループV2での第三の対象体
は、ベースラインレベルに戻る分解前の単一の時点で、わずかな増加のみを示した。同様
に、Ad5免疫/rAd35ワクチン接種のグループ(V4、V5)における三体のうち二体の対象は
、ワクチン未接種のコントロールよりもはるかに低いものの、ASTでの上昇を示し、その
一方、一体の対象V6は、感染のこのパラメータについて通常にとどまった。全体として、
ASTレベルは、Ad5免疫のワクチン接種対象におけるよりもAd5ナイーブにおいて高かった
。この臨床観察について正常にとどまった各対象が、そのそれぞれのワクチングループ内
での最も高いプレチャレンジ、抗原特異的CD8
+および抗体応答を示したことは注目に値す
る言及である。血しょうのウイルス血症レベル(
図2E)は、高められたASTを示したすべ
ての動物でのEBOV感染を確認した。
【0088】
この実験の結果は、対象体あたり10
10粒子の用量で投与したとき、rAd35が免疫原性で
あることを示す。ワクチンは防御免疫反応を生じさせるが、この用量およびレジメンはす
べての対象体の均一な保護のためには最善に次ぐものであった。ワクチングループ内で、
防御免疫は最も重要な抗原特異的抗体およびCD8
+T細胞応答と関連した。
【0089】
防御免疫の誘導におけるrAd35-GPの用量反応の影響。rAdベースのベクターは普通には
、10
10から10
12の粒子までにおよぶ範囲の用量でマカクに投与される。rAd5-GPでの以前
の結果は、EBOV感染に対するカニクイザル・マカクの100%の保護を達成するための最小
限の用量として10
10ウイルス粒子が実証された(Sullivan、2006)。前述の調査がこの用
量範囲の下限で行われ、そして均一な保護がもたらされなかったので、rAd5ベクターのそ
れと比較したときに、rAd35ベクターを用いて達成されたわずかに低いインビボ抗原発現
さえも、最善に次ぐ免疫応答をもたらすことが可能である。したがって、本発明者らは、
より一層高いワクチン用量の投与が、免疫防御のより一層大きな程度を誘発できるかどう
かを問うた。この実験ではワクチンはまた、スーダンおよびザイール種の双方からGPを構
成するrAd5ワクチンでの歴史上データに対する有効性を比較するために、スーダンEBOV種
(S/G)からGPを発現するrAd35を含んだ。本調査では、カニクイザル・マカク(群あたり
n=3)を、各々のAd35BSU.Ebo.GP(Z)FL.wtおよびAd35BSU.Ebo.GP(S/G)FLの10
10または
10
11ウイルス粒子でワクチン接種し、そして免疫応答を以前の実験においてワクチン接種
した後に三週間測定した。
【0090】
GP特異的抗体はすべての対象体において、期待した結果が生成され(
図3A)、それはワ
クチン用量が以前の実験のものと同じか、またはそれより高かったからである。しかしな
がら、この実験で10
10粒子を用いてワクチン接種した2体の対象(V8、V9)における力価
は、それぞれ1:340および1:500であり、Ad5-GPワクチン接種した対象での保護を予測す
るために以前に観察された最小カットオフに近いか、またはそれよりも低いレベルであっ
た(Sullivanら、2009)。観察された最大抗体力価は、
図2に示すようにrAd35対象体にお
いて観察された最大力価と同じである1:2,900であった(対象体V10)。平均抗体力価は1
0
11投与量グループにおいてより一層高かった(1:1500対1:700)が、その差は統計的有
意性には達しなかった(P=0.02)。低用量グループで観察されたように、その力価が免疫
保護のためのrAd5-GPワクチンカットオフ(対象体V11、1:540)の近くにあったある種の
対象体が存在した。
【0091】
CD4
+およびCD8
+T細胞応答は、3週間のポストワクチン接種での双方の用量グループに存
在した。CD4
+またはCD8
+T細胞応答のいずれかでも明確な用量反応は存在しなかった。細
胞性免疫応答の動態は、対象体間で、特に非近交系動物において変動し、そして応答の測
定は、それが抗体レベルを有するように、経時的に累積的ではないので、グループの傾向
は時として単一の時点で捕らえることが困難である。各個体内で、抗原特異的T細胞の出
現頻度は、CD8
+細胞についてのものよりもCD4
+についてものが高かったが、第一の実験か
らの結果と組み合わせたとき、これらの実験においてrAd35-GPベクターによって誘導され
るCD4
+またはCD8
+細胞の優性(dominance)へのいずれの傾向もなかった。
【0092】
免疫応答の評価後一週間、すべての六匹のワクチン接種したマカクおよびある種のワク
チン未接種の対象体を、筋肉内注入により1000PFUのZEBOVに曝露し、そして増殖性感染の
兆候が観察された。EBOV感染の出血症状は日常的に、感染したマカクの顔または四肢に斑
点状丘疹(maculopapular rash)の出現をもたらし;対象体はまた典型的には、食物摂取
量を減らし、そして脱水状態になる。2体のワクチン接種した対象についての症状の最も
初期の外観は、EBOV暴露後6日目に発生し;そしてそれぞれが7日目までに症状の十分な一
群(full constellation)を示す(データは図示せず)。表2は、感染によるチャレンジ
の成果および双方のrAd35調査についての非生存体における死の日を示す。ワクチン未接
種対象体は、日9および8(それぞれ実験1および2)に感染の致死効果に屈した。死んだワ
クチン接種対象体は、それらがコントロールよりも長く平均2日まで生き残ったことを除
いて、コントロール、ワクチン未接種対象体に類似していたが、死んだことが最終的に観
察されたにもかかわらず、ワクチン接種の潜在的な部分的免疫の利益が示唆された。生存
体の数は、ワクチン用量にかかわらず、GP(Z)プラスGP(S/G)を受けているものに比べ
、rAd35-GP(Z)だけを受けとる対象体においてより一層大きかったが、残存率での差は
、2つのチャレンジ実験における任意のワクチングループの全体にわたって有意ではなか
った。
【0093】
【表2】
【0094】
全体的に見て、GP(Z)単独またはGP(S/G)との組合せで用いるワクチンベクターとし
てrAd35を用いる調査は、抗原の受渡および提示が抗原特異的免疫応答を生成するのに十
分であるが、絶対的な免疫防御のために必要とされるよりも低いレベルであったことを示
した。より一層低い防御免疫は、保護のための限界であることがrAd5ベクターを用いて示
されているものと一致する若干の動物において検出された抗体レベルと関連した。
【0095】
rAd26-GPワクチンの免疫原性およびEBOV感染に対する保護のための効力。本発明者らは
次に、EBOV感染に対する防御免疫を生成する能力について、組換えAd26ベースのワクチン
、グループDのアデノウイルスを評価した。この血清型はAd35と同じ細胞受容体(CD46)
を使用するが、プライミングワクチンベクターとして使用したときには、わずかに高い免
疫応答を生成することが示された(Liuら、2009)。これらの調査では、用量増大は、2つ
の別々の感染によるチャレンジ実験において3桁の規模(three orders of magnitude)に
渡って導かれた。最初の調査では、本発明者らは、各ベクター、Ad26.Ebo.GP(Z)FL.wt
およびAd26.Ebo.GP(S/G)FL.wtについて10
10または10
11粒子の用量にてワクチンをテス
トし、および第二の調査において本発明者らはそれぞれ、10
12粒子の用量を用いた。最初
の調査は、rAd26が、rAd35ように、Ad5に対する既存の免疫の存在下で抗原特異的免疫応
答を引き出すことができるかどうかを評価するために、Ad5免疫のカニクイザル・マカク
においてワクチンを試験した。グループ毎に四匹のAd5免疫のカニクイザル・マカクを筋
肉内注入によりワクチン接種し、および血液サンプルをEBOV GPに対して、循環性の体液
性および細胞性免疫応答を評価するために、3週間後に取得した(
図4A)。平均循環抗GP
抗体力価は、投与グループ全体にわたり用量反応を示し;10
10被ワクチン接種体について
1:700および10
11粒子を受ける対象体について1:4500であった(P=0.06)。10
10用量グ
ループにおいて4分の3の対象体についての平均力価は、rAd5ワクチン接種対象体における
免疫保護のための最小閾値をちょうど超えた(1:500)が、対象体V16はごくわずかの抗
体応答、1:100だけを生成し、それはAd5-GPワクチンのための予測された保護カットオフ
よりも十分に低かった。対照的に、rAd26ワクチンの10
11粒子でワクチン接種された対象
体V19は、非常に高い抗体力価、1:10,500を生成し、完全な免疫防御に関連したレベル(
1:3,500)がほぼ3倍だけ超えられ、その一方でこのワクチングループでの他のものは限
定的に生存転帰(survival outcome)を予測しないで、中間の力価を示した。調査2では
、4体の対象は、各rAd26ベクターの10
12粒子を受け、そして10
11の用量グループにおける
ものと非常に似た抗体応答を生成し、その大部分は1:1000-1:4000の間の対象体の力価
を有する。このグループの平均抗GP抗体力価は1:3000であった。
【0096】
T細胞免疫応答(
図4B、C)を、rAd35調査でのようにICSによって測定し、そしてまた、
調査1における用量反応への傾向を示したが、10
10および10
11用量グループ間での差は有
意ではなかった(CD4
+およびCD8
+、それぞれ、p=0.12および0.26)。平均抗原特異的CD4
+
T細胞出現頻度は、10
10粒子のrAd26-GPを受けるワクチン接種について0.14%であり、そ
れに対してより一層高いワクチン用量では0.24%であり、そしてより一層低い用量グルー
プの一つのワクチン接種、対象体V14は、検出不可能なCD4
+応答を有した(
図4B)。rAd26
ワクチンはCD4
+またはCD8
+の優性のどちらへも細胞性免疫応答を歪めず(not skew);CD
8
+出現頻度、0.13%および0.25%(それぞれ、10
10および10
11のワクチン用量)は、本質
的にCD4
+応答の重要性を反映した。CD8
+T細胞の場合、低用量グループにおいて2体の対象
、V13およびV14が存在し、検出不可能な抗原特異的応答を有した(
図4B、C)。rAd26調査
2では、平均抗原特異的CD8
+出現頻度(0.34%)はCD4
+応答(0.08%)よりも高いが、CD8
+
応答へのこの明らかな歪み(skewing)は、主に単一の対象、V24によって導かれ、そのも
のは非常に高いCD8
+出現頻度および低いCD4
+応答を有する。さもなければ、全体的な細胞
性免疫応答は、rAd26調査の一つで観察されたものと同様であった。
【0097】
感染EBOVチャレンジは、rAd26ワクチン調査のそれぞれのためのワクチン接種後4週間で
1000PFUのZEBOVのIM注入によって行い、そして肝酵素レベルを疾患を監視するために測定
した(
図4D)。ワクチン未接種対象は注入の日3および6の間に肝損傷の発現を見せた。最
低用量rAd26ワクチン、10
10粒子を受け取るすべての対象体は、同じような症状の病気を
示したが、ASTレベルはより一層遅い速度で増加した。本臨床指標から予測されるように
、このグループにおけるすべての対象体は、日8のポストZEBOVチャレンジによる感染の致
死効果に屈した(
図5A)。抗体およびT細胞応答は、このグループにおける若干の対象体
では低いか、または検出されなかった。Ad26研究1における用量グループ(10
10および10
1
1)間での免疫応答の重要性における違いは、rAd26-GPの10
11粒子によりワクチン接種さ
れた対象体において、生存率での、概してより一層高い生存転帰を有し、保護された4の
うち2体に反映された(p=0.01)。 10
11粒子でのAd26は、より一層低い用量に対して優れ
ていただけではなく、投与量が一致したときにもrAd35-GPよりも大きい保護を提供した(
図5B)。最後に、10
12粒子の用量で与えるrAd26は、これらの研究でテストされた任意の
ワクチンレジメン(ワクチン療法)について生存体の最大数をもたらし(4のうち3体)、
そして免疫防御のレベルはrAd5ベクターで以前に観察されているものとは有意差はなく(
p=0.32、
図5C);しかしながら、この生存率はrAd26について用量がrAd5についてのもの
よりも高いもの、それぞれ、10
12対10
10粒子を用いて得られ、この動物モデルにおけるこ
れらのベクター間の潜在的な能力の差が示唆される。
【0098】
rAd26およびrAd35ベクターでの異種プライム・ブースト。rAd26-GP媒介免疫保護のため
の用量反応特徴および10
12ベクター粒子を用いる高い生存転帰は、このベクターがGP抗原
の発現を効率的に誘導することを示唆した。非ヒトおよびヒト対象体の双方において、EB
OVおよび他の病原体について、その異種プライム・ブーストワクチン接種がシングルショ
ットのワクチン接種よりも強力な免疫性を引き出すことができることが示された〔Sulliv
anのNature、2000;Sampra(サンプラ)ら、Vaccine、27(2009)5837-5845;Koupら、PL
oS One 2010;Geisbert(ガイスバート)ら、(2010)Virol 84(19):10386-94〕ので
、本発明者らはrAd26-GP免疫応答がEBOV感染に対する保護を改善するために異種のベクタ
ーでブーストすることができるかどうか問うた。四匹のカニクイザル・マカクを、Ad26.E
bo.GP(Z)FL.wtおよびAd26.Ebo.GP(S/G)FL.wtの各々の10
11粒子を接種した。1ヶ月後
、すべての対象体はAd35BSU.Ebo.GP(Z)FL.wtおよびAd35BSU.Ebo.GP(S/G)FLの同じ用
量でのブーストワクチン接種を受けた。免疫応答は、ブーストの直前、およびその後三週
間評価した。
図6AはEBOV-GP(Z)に対する抗体応答がプライミングワクチン接種により効
率的に誘導されたことを示す。個々の対象体は1:2700から1:7100までのGPに対するEC90
抗体力価を生成し、そしてそのグループについての平均力価は1:4000であり、単独接種
ワクチンとしての10
11のrAd26をテストする以前の調査において観察された応答(1:4500
)と一致した。本調査には、比較のために、10
10粒子のrAd5-GP(Z)およびrAd5-GP(S/G
)のそれぞれを用いて接種した単一の対象体が含まれ、そのもののポストワクチン抗体力
価は1:6800であった。rAd35-GPベクターの10
11粒子を用いたrAd26-GP-プライミング対象
体のその後の接種は、抗原特異的抗体レベルをほとんどの被ワクチン接種体についておよ
そ1桁の大きさで1:32,000の平均力価にブーストしたが、それには対象体V27が除かれ、
そのポストプライム抗体力価は非常に高かった。興味深いことに、ブーストワクチン接種
は、対象体の全体にわたってより一層均一な力価を生成し、54%の標準偏差を見せたポス
トプライム力価に比べて、対象体にの全体にわたり弱10%の標準偏差を有した。
【0099】
細胞性免疫応答はまた、rAd26ワクチン接種マカクに対するrAd35-GP投与によって顕著
にブーストされた(
図6B、C)。CD4
+T細胞は、一つの対象体、V25を除いてすべてにおい
てブーストされ;rAd35-GP投与後の平均増加は、すべての対象体にわたって2倍であり、
そしてブースティングは、応答がブースティング前には検出されなかった対象体V27にお
いて測定可能な応答を明らかにした。最終的に、ポスト・ブーストCD4
+T細胞出現頻度は
、rAd5-GPワクチン接種によって生成されたものに匹敵した。ブースト効果は、CD8
+T細胞
について最も大きく、そしてすべての対象体はこの細胞内コンパートメントでブースト効
果を見せ、2つの対象体(V27およびV28)において、rAd5-GPワクチン接種によって生成さ
れたものを超える応答が産生された。ICSによって測定された平均GP特異的CD8+T細胞出現
頻度は、一次免疫後0.09%であり、そしてrAd35-GP二次ワクチン接種後3週間0.41%まで、
4.7倍に増加した。
【0100】
全体的に見て、上記の免疫原性の結果は、rAd35-GPベクターがrAd26-GPプライミングし
たマカクをブースティングするために有力であることを示した。ポストブーストGP指向性
(directed)抗体は、rAd5-GPワクチン接種された霊長類で100%の免疫防御のための予測
レベルよりもほとんど高いログの(nearly a log higher than)平均レベルに誘導された
(Sullivanら、2009)。重要なことに、rAd35-GPブーストは、CD8
+T細胞の出現頻度の著
しい増大を提供し、またEBOV感染に対する免疫防御に関連付けられることを示した。した
がって、免疫応答の評価後一週間(ポストブースト4週間)、すべてのワクチン接種対象
体および一つのワクチン未接種コントロールのマカクを、筋肉内注入によりZEBOV 1000 P
FUにさらした。コントロール対象体はEBOV感染の臨床症状の特徴を見せ、そしてチャレン
ジ後日6での致死効果に屈した(
図6C、D)。対照的に、すべてのワクチン接種対象体は、
循環性ASTレベルについて正常にとどまり(
図6C)、そして研究終了での全体の病理評価
において出血性疾患の証拠を見せなかった(図示せず)。すべての4体のワクチン接種対
象は、感染によるチャレンジを生き延び、そして研究終了までの28日間のフォローアップ
期間中に症状のないままであった。これらの結果は、異種プライム・ブーストワクチンレ
ジメンとして投与されたrAd26/rAd35ベクターがZEBOV感染に対する一様な免疫防御を提供
し、そして混合ワクチンでの添加または相乗的結果を達成するためのこのアプローチの潜
在的な有用性が実証されることを示した。
【0101】
考察
【0102】
アデノウイルスは、様々なウイルス性、細菌性および寄生虫性の抗原の送達のためのワ
クチンベクターとしてよく機能する〔Lasaro(ラサロ)ら、(2009)Mol Ther(モレキュ
ラー・セラピー)17(8):1333-9〕。特に、rAd5ベクターは、マウス、非ヒト霊長類、
およびヒトにおいて、EBOV-GPが標的抗原であるときに本発明者らが観察したように、有
力な抗原特異的免疫応答を生成する。しかしながら、症状発現前およびヒト臨床研究は、
rAd5ベースのベクターの効力が、Ad5に対しあらかじめ曝露されている個体において危う
くされる可能性があることを示唆し、それはそれらのものがベクターに対する免疫の高い
レベルを有する場合である。ここでは、研究の目的は、ナイーブおよびAd5免疫の双方の
対象体においてEBOV GP抗原を送達することができるrAdベクターを識別することであった
。任意のウイルス性ベクターに対する既存の免疫がその有効性を制限する可能性があるの
で、本発明者らは、本発明者の注意力を、血清反応陽性の対象体の有病率および/または
中和抗体の低レベルによって示されるような、比較的稀にしかヒトに感染しないウイルス
に着目した。珍しいヒトアデノウイルス血清型、Ad35およびAd26を、今回の作業において
ワクチン開発のために選定した。
【0103】
マカクのrAd35-GPワクチン接種は、個々の対象体において、rAd5が送達ベクターとして
使用されたときにあらかじめ観察された範囲内の抗原特異的抗体およびT細胞応答を生成
した。すべてのrAd35ワクチン接種体についての平均抗GP抗体力価(用量にかかわらない
もの)、1:1400は、10
10のrAd5-GPでワクチン接種したすべての歴史的な対象体の平均(
1:11,000、n=17)よりも低く、rAd35について抗体力価がrAd5のEBOVワクチンについての
ものと同じ相関があるならば、ベクターの効力が2つの血清型間で異なる場合があるとい
う初期の徴候を提供する。CD4
+およびCD8
+のT細胞応答は、感染によるチャレンジの前に
、ほとんどの対象体において検出可能であったが、絶対等級は、アッセイブリッジコント
ロール(assay bridging controls)のためのPBMCサンプルの不存在下にこれらの研究に
おいて含まれないrAd5ワクチンと比較することはできない。
【0104】
いずれのrAd5ナイーブまたはrAd5免疫の対象体において、rAd35ベクターでのワクチン
接種は、効果的に抗原特異的抗体およびTリンパ球の免疫応答を誘導し、稀な血清型のベ
クターゲノムが異種ベクター指向性免疫に抵抗するために、共通の血清型から十分に離れ
ていることを示唆された。ベクター性能のこの特色は、天然のウイルス感染からだけでな
く、プライミングワクチン接種または他の病原体に対するワクチン接種における異種ベク
ターの使用から生じる既存の免疫を迂回するのに重要である。実際に、rAd35-GP接種は、
rAd26-GPによってプライミングしたマカクにおいて、細胞媒介性の、および抗体の応答の
双方の強力なブースティングを提供した。この結果は興味深いことであったが、それはそ
れが一次免疫応答に対する二次応答の誘導のためのベクター潜在力において明らかな違い
を示すからであり;免疫応答をブースティングするためのrAd35-GPの能力はプライミング
ワクチン接種後に観察された応答の大きさによって予測されなかった。これらのデータは
、rAd35およびその他のrAdベクターが、Lindsay(リンジー)ら、J Immunol、185(3):
1513-21によって最近示唆されたように、標的樹状細胞の一定の集団または活性化状態に
おいて高い形質導入効率を有することを示すことができ、それは、この場合には、二次免
疫応答の間に、より一層豊富であるか、またはアクセス可能でありうる。
【0105】
rAd26は、EBOV感染に対するシングルショットワクチンとして、rAd35よりも強力である
ことが判明し、試験した最高用量でワクチン接種されたマカクの75%までにおいて生存が
媒介された。rAd26-GPワクチンは、防御免疫を誘導するための明確な用量反応を示し、抗
原発現におけるわずかな改善が、EBOVチャレンジの高用量に対して、ここで用いるものの
ような均一な保護を生成するためにrAd26ベースのワクチンの効力を高めることができる
ことを示唆した。興味深いことに、一致した用量(10
11粒子)にてrAd35-GPと比べてrAd2
6-GPベクターが提供する保護のより一層高い程度は、より一層高いELISA抗GP力価、1:45
00対1:1400にそれぞれ関連付けられた。これらのデータは、プレチャレンジ抗体力価がr
Ad5-GPワクチンについて観察されたように、ベクターグループ内に加えrAd血清型の全体
にわたるZEBOV感染に対する保護の免疫相関として役割を果たしうるという可能性を強調
する。抗体応答の誘導についての効力の序列は、ベクターグループ全体にわたる保護のた
めの順位を予測した。
【0106】
これらの研究はここでは、単独および組合せで比較したワクチンベクターをテストし、
そして霊長類においてワクチンベクターとして使用するための代替血清型rAdsの有用性を
実証した。その結果は、これらのワクチンがプライム・ブーストの組合せにおいて最も有
用でありうることを示唆する。
【0107】
異種プライム・ブーストによって達成された抗原特異的応答の高い等級のため、長期的
な免疫性がDNAでのプライミングrAdによって最適に達成されうることが提案された〔Sant
raら、(2005)。J Virol、79(10):6516-22〕。DNAが、複数のプライマーを必要とし
、そしてrAdベクターがするように迅速な保護を誘導しないので、異種rAdプライム・ブー
ストは、迅速な、および長期にわたる防御免疫の誘導の間のバランスを生成するのに最適
な機会を提供することができる。
【0108】
ここに記載した例および実施形態が例示目的のためだけのものであり、それらを考慮し
て当業者に様々な修飾または変化が示唆され、そしてこの出願の精神および視野ならびに
添付の請求の範囲内に含まれるべきであろうことが理解される。ここで引用したすべての
刊行物、特許、および特許出願は、参照することにより、あらゆる目的のために本明細書
にそっくりそのまま組み込まれる。
また、本発明は以下を提供する。
[1] フィロウイルス抗原に対する免疫反応を対象体において誘導する方法であって、フィロウイルス抗原タンパク質がコードされる核酸を含む組換えアデノウイルスベクターの免疫学的に有効な量を対象体に施すことを含み、アデノウイルスベクターには、アデノウイルス26カプシドタンパク質、またはアデノウイルス35カプシドタンパク質が含まれる、方法。
[2] アデノウイルスベクターは筋肉内に施される、[1]に記載の方法。
[3] 投与のステップはプライミングワクチン投与に次いでブースティングワクチン投与を含む、[1]または[2]の方法。
[4] プライミングワクチン投与には、アデノウイルス26カプシドタンパク質を含むアデノウイルスベクターの投与が含まれ、およびブースティングワクチン投与には、アデノウイルス35カプシドタンパク質を含むアデノウイルスベクターの投与が含まれる、[3]の方法。
[5] アデノウイルス26カプシドタンパク質を含むアデノウイルスベクターはrAd26ベクターであり、およびアデノウイルス35カプシドタンパク質を含むアデノウイルスベクターはrAd35ベクターである、[4]の方法。
[6] フィロウイルス抗原タンパク質は糖タンパク質である、[1]〜[5]のいずれか一項の方法。
[7] フィロウイルス抗原タンパク質はエボラウイルス由来である(is from)、[1]〜[6]のいずれか一項の方法。
[8] エボラウイルスはザイール種である(is of species Zaire)、[7]の方法。
[9] フィロウイルス抗原タンパク質は配列番号1に示されるようにポリヌクレオチド配列によってコードされる、[8]の方法。
[10] エボラウイルスはスーダン/グル種である、[7]の方法。
[11] フィロウイルス抗原タンパク質は配列番号2に示されるようにポリヌクレオチド配列によってコードされる、[10]の方法。
[12] フィロウイルス抗原タンパク質は配列番号3に示されるようにポリヌクレオチド配列によってコードされる、[10]の方法。
[13] フィロウイルス抗原タンパク質はマールブルグウイルス由来である、[1]〜[6]のいずれか一項の方法。
[14] フィロウイルス抗原タンパク質は配列番号4に示されるようにポリヌクレオチド配列によってコードされる、[14]の方法。
[15] フィロウイルス抗原タンパク質をコードする核酸を含む組換えアデノウイルスベクターであって、アデノウイルス26カプシドタンパク質、またはアデノウイルス35カプシドタンパク質を含む、アデノウイルスベクター。
[16] アデノウイルス26カプシドタンパク質を含む、[15]のアデノウイルスベクター。
[17] rAd26ベクターである、[16]のアデノウイルスベクター。
[18] アデノウイルス35カプシドタンパク質を含む、[15]のアデノウイルスベクター。
[19] rAd35ベクターである、[18]のアデノウイルスベクター。
[20] アデノウイルスベクターは複製欠損である、[15]〜[19]のいずれか一項のアデノウイルスベクター。
[21] フィロウイルス抗原タンパク質は糖タンパク質である、[15]〜[20]のいずれか一項のアデノウイルスベクター。
[22] フィロウイルス抗原タンパク質はエボラウイルス由来である、[15]〜[21]のいずれか一項のアデノウイルスベクター。
[23] エボラウイルスはザイール種である、[22]のアデノウイルスベクター。
[24] フィロウイルス抗原タンパク質は配列番号1に示されるようにポリヌクレオチド配列によってコードされる、[23]のアデノウイルスベクター。
[25] エボラウイルスはスーダン/グル種である、[22]のアデノウイルスベクター。
[26] フィロウイルス抗原タンパク質は配列番号2に示されるようにポリヌクレオチド配列によってコードされる、[25]のアデノウイルスベクター。
[27] フィロウイルス抗原タンパク質は配列番号3に示されるようにポリヌクレオチド配列によってコードされる、[25]のアデノウイルスベクター。
[28] フィロウイルス抗原タンパク質はマールブルグウイルス由来である、[15]〜[21]のいずれか一項のアデノウイルスベクター。
[29] フィロウイルス抗原タンパク質は配列番号4に示されるようにポリヌクレオチド配列によってコードされる、[28]のアデノウイルスベクター。
[30] フィロウイルス抗原タンパク質をコードする核酸が含まれる組換えアデノウイルスベクターをコードする分離された核酸分子であって、アデノウイルスベクターはアデノウイルス26カプシドタンパク質、またはアデノウイルス35カプシドタンパク質を含む、核酸分子。
[31] フィロウイルス抗原タンパク質をコードするポリヌクレオチド配列に操作可能に連結されたCMVプロモーターが含まれる発現カセットを含む、[30]の分離された核酸分子。
[32] フィロウイルス抗原タンパク質をコードするポリヌクレオチド配列は、配列番号1に示されるような配列を含む、[30]または[31]の分離された核酸分子。
[33] フィロウイルス抗原タンパク質をコードするポリヌクレオチド配列は、配列番号2に示されるような配列を含む、[30]または[31]の分離された核酸分子。
[34] [15]〜[28]のいずれか一項の分離されたアデノウイルスベクターを含む、免疫原性組成物。
[35] さらにアジュバントを含む、[34]の免疫原性組成物。