JP2000508162A - 生物学的に活性のあるポリペプチドのデリバリー - Google Patents

生物学的に活性のあるポリペプチドのデリバリー

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Abstract

(57)【要約】 生物学的に活性のあるポリペプチドおよび/または抗原のデリバリー方法、さらにはデリバリー手段およびこのようなデリバリー手段からなる薬剤配合物。

Description

【発明の詳細な説明】 生物学的に活性のあるポリペプチドのデリバリー 本発明は、インビボでの生物学的に活性のあるポリペプチドのデリバリーに関 するものである。特に、本発明は、体内、特に粘膜に生物学的に活性のあるポリ ペプチドを提供する際の、非侵襲性の細菌、一般的にはラクトコッカス属(Lacto coccus)等のグラム陽性細菌の使用に関するものである。一概念によると、本発 明は、抗原に対して生じる免疫応答が促進される手段によるアジュバント効果の 提供に関するものである。上記用途に関する核酸構築物および宿主生物体もまた 提供される。 限られた数のアジュバントが(完全フロイントアジュバント等のほとんどの活 性物質の毒性または病原性により)ヒト用のワクチンに使用することが認められ ているにすぎず、過去20年以上の間のB細胞及びT細胞の増殖、分化及び活性 化に必要な数多くのポリペプチドの発見により、上記因子(サイトカイン)を用 いてワクチンに対する応答を増大し、及び目的とする経路により特定のワクチン に対する免疫応答を指示する可能性に対して注意が引かれた。上記アプローチに 対する必要性は、近年の免疫学的発見により細胞が仲介する及び抗体が仲介する 免疫応答がかなり相互に排他的な応答であることが強調されたため、ますます顕 著にさえなった。抗体の形成またはTエフェクター細胞及びマクロファージが活 性化されるかどうかは、サイトカインの特定のアレイが所定の抗原、病原体また はワクチンによって誘発されることによって決定される。特定の抗原または侵入 する病原体に対する応答に伴われる、へルパーT細胞のタイプであるTH1、ま たはTH2の機能的な活性が最も重要である。 病原性物質に対する保護免疫性は一般的に抗体形成(死んだ、死にかけている または生産的細胞から組織の体液中に放出された後の細胞外の病原体、可溶性毒 素または細胞内病原体)のまたは細胞が仲介する応答(細胞内病原体)のいずれ かの結果として生じるため、原則としては、ワクチンに対する免疫応答が抗体の 形成またはT細胞及びマクロファージの活性化のいずれかを管理できることが非 常に好ましい。ワクチン接種の保護作用ができるだけ長期間維持するためには、 免疫応答の最大反応、期間及び記憶成分を促進できることもまた重要である。 上記理由により、多くの研究者らは、ワクチンのアジュバントとしてタンパク 質にシグナルを送る(signalling)サイトカインネットワークの一以上のものを利 用する可能性に注目した。このアプローチは、ヘルパーT細胞の−及び故にその サイトカインの産生量の損失が特定のワクチンに応答できるある型の遺伝性のま たは後天性の免疫欠損に罹っている患者の欠損と関連すると考えられる際にはよ り重要でさえあるかもしれない。 かなりの注意が上記を目的としたサイトカインの使用に払われてきたにもかか わらず、限られた数の成功しかアジュバントとしてサイトカインを使用する場合 には報告されなかった。ワクチン養生に含ませるのが適当な方法によってアジュ バントとしてのサイトカインを投与するのはかなり難しかった。このような難し さは、アジュバントとしてIL−2を使用する研究を参照することにより例示さ れる。 IL−2は、その主要な源はTヘルパー1細胞であると考えられるが、その主 要な活性はT細胞の増殖、他のサイトカインの合成、B細胞の成長及び免疫委グ ロブリンの合成等の広範な免疫応答に関わりがあると信じられているため、可能 性のあるアジュバントとして特に注目を集めた。したがって、IL−2はT細胞 の成長因子として最初に記載されたT細 胞由来のサイトカインである。IL−2はT細胞、B細胞、NK細胞、単球、マ クロファージ及び稀突起膠細胞の成長及び分化を刺激することが知られている。 通常、多くの研究者らによって報告された、IL−2の部分に関するアジュバン ト活性は、サイトカインを複数回注射してまたはリポソーム若しくは油状のエマ ルジョン中に導入して使用することに依存することが分かった。このような必要 性を排除するために、他の研究者らは、組換細菌及びウィルスベクターにおいて IL−2とワクチン抗原とを一緒に発現させた、またはIL−2:抗原融合タン パク質を操作した;後者は融合パートナーの抗原性部分の免疫原性を顕著に向上 することがクレームされる。 ワクチンの他の望ましい特性としては、可能な限り無毒である、最小限の可能 性の投与回数の投与後に効果的に作用する、および皮下用針の必要性を排除し、 さらに全身性の免疫応答に加えて局所的な粘膜での免疫応答を活性化させるため に粘膜表面を介して(例えば、経口で、鼻腔内に、または膣内に)投与するのに 適する必要性が挙げられる。生きた、弱毒化病原体を増殖し続けることが可能で あることによって、異種抗原のデリバリー用の物質としてのウィルスや細菌の組 換ワクチン株(ポックスウィルスの、またはサルモネラ菌や結核菌のワクチン株 など)の使用に関する多くの研究がされた。 我々は、以前、非病原性、非集落形成(non-colonising)、非侵襲性食品グレー ドの細菌ラクトコッカス ラクチス(Lactococcus lactis)における異種抗原の発 現を目的としたシステムを開発した(UK特許GB−2278358B号を参照 )。我々は、以前、ラクトコッカス ラクチス(Lactococcus lactis)はインビト ロで培養されると生物学的に活性のあるマウスのIL−2を産生、分泌できるこ とを示した(シュタイドラー(Steidler)ら、アプライド アンド エンバーロメ ンタル ミクロバ イオロジー(Applied and Environmental Microbiology)、1995年4月、61 巻、No.4、頁1627〜1629)。しかしながら、ラクトコッカス ラク チス(Lactococcus lactis)は非侵襲性であるー共生細菌ではなくまた一般的に動 物の粘膜表面の集落形成にも関連しないという事実により、この細菌が良好にイ ンビボにおけるアジュバントとしてのサイトカインの形成を必要とするワクチン 接種ストラテジーに使用できることは自明ではなかった。我々は、以前(GB− 2278358B号)、異種抗原がラクトコッカス ラクチス(Lactococcus lac tis)の細胞質内に蓄積される際に十分抗原性を有しうることを示した(これから 、細胞が食細胞によって消化されるのでインビボで漏れると推測される)。 適当な遺伝的な要素の操作によって、我々は、抗原性ポリペプチド (本明細 書では、破傷風毒素フラグメントC−TTFCを使用して例示される)及び生物 学的に活性のあるサイトカインポリペプチド(本明細書では、インターロイキン 2及びインターロイキン4を使用して例示される)のラクトコッカス ラクチス (Lactococcus lactis)における同時発現(co-expression)用の核酸構築物(本明 細書において、人工的なオペロン−同等に(coordinately)転写されるマルチ遺伝 子(multigene)単位)を提供した。 IL−6サイトカインは、他の研究者らによって、インビボ及びインビトロで のマウスの抗原に特異的な抗体の応答を増大できることが示され、我々もまた、 ラクトコッカス ラクチス(L.lactis)におけるIL−6の発現単位を調製でき た。IL−6は、宿主防御において中心的な役割を果たす多面的な活性を有する ことが知られるリンパ系細胞及び非リンパ系細胞の双方によって分泌される多機 能サイトカインである。IL−6は、ターゲット細胞によって、成長誘導、成長 阻害及び分化誘導 活性を発揮できる。これらの活性としては、T細胞及びマクロファージの分化お よび/または活性化、B細胞の成長促進(インビトロにおけるB細胞腫瘍系の成 長促進として観察される)、B細胞における最終分化(免疫グロブリンの分泌) 、及び肝臓急性期タンパク質応答(hepatic a cute-phase protein response)の −全身に作用するー誘発が挙げられる。IgA−始動B細胞(IgA-committed B c ell)における高速度のIgAの分泌を誘導することが、粘膜免疫処置IL−6を 目的とした際に最も重要であることが示された。 本発明を例示すると、IL−2及びIL−6同時発現(co-expression)用のオ ペロンが、TTFC遺伝子及びインターロイキン遺伝子の転写が従来定義された 活性のラクトコッカスのプローモーター要素(いわゆる、P1)の活性によって 制御されるような構成発現べクター(pTREX1、pEX1としても知られて いる)中に別々に構築された。この構築物は、人工オペロンから転写されたmR NAの翻訳後に、TTFC抗原が細胞内に蓄積されるように調製された。 これらの細菌の調製物をマウスの鼻腔内に投与すると、インターロイキン−2 またはインターロイキン−6のいずれかを発現するように操作された細菌はTT FC単独を発現した構築物に比べて約10倍以上の抗TTFC抗体を誘発した。 したがって、これらのインターロイキンは実験システムでは明瞭なアジュバント 活性を有していた。 ラクトコッカス ラクチス(Lactococcus lactis)が十分な活性のサイトカイン がアジュバント効果を得るために提供されるようにインビボにおけるサイトカイ ンのデリバリーに適当な賦形剤であることは、ラクトコッカス ラクチス(Lacto coccus lactis)が異種抗原をデリバリーできるまたはIL−2をインビトロで産 生できることからは自明ではなかった。ラクトコッカス ラクチス(Lactococcus lactis)は非侵襲性でかつ 非集落形成であり、このことは上記細菌を、例えば、粘膜表面を介して、抗原を 免疫システムにデリバリーするのに使用すると、上記細菌は粘膜のリンパ組織付 近の粘膜分泌物の内容物をサンプルする(sample)M(またはミクロフォールド(m icrofold))細胞による食作用の結果リンパ組織に入ると最も考えられることを 意味する。微粒子抗原(例えば、ポリL−ラクチド微粒子中に導入される破傷風 毒素)はこのようにして受動的にリンパ組織に入るが、リステリア(Listeria)、 サルモネラ(Salmonella)や赤痢菌(Shigella)の種等の病原性細菌(または弱毒 化ワクチン)は、M細胞を介してさらに侵入するに加えて、粘膜の上皮細胞への 吸収を刺激することによって細胞及び組織を侵襲できる。アジュバントとしての サイトカインの活性が従来複数回の注射または徐放性のデリバリーを必要とする ことが分かった(ヒース(Heath)及びプレイフェアー(Playfair)(1992年) 、ワクチン(Vaccine)、7:427〜434)ので、およびサイトカインはラク トコッカス ラクチス(Lactococcus lactis)細胞が無損傷であり続けるまたは生 存し続ける間に食細胞内でのタンパク質分解による消化から保護されるのみなの で、サイトカインを発現するラクトコッカス細胞が本明細書中に示されるように 顕著なアジュバント活性を示すことは予期せぬことである。これは、細菌粒子の 死や溶解が抗原の放出を好むがサイトカインの非常に一時的な産生に比べるとよ り阻害すると理解される際には、たぶん理解されうる。にもかかわらず、我々の 知見は、ラクトコッカス ラクチス(Lactococcus lactis)によるIL−2または IL−6の発現は顕著なアジュバント効果を有することを示すものである。エッ クスプレッサー(expressor)たる細菌を粘膜経路ではなく非経口経路によって投 与されたとしても、同様の考察が適用される。 したがつて、ラクトコッカス ラクチス(Lactococcus lactis)は侵襲 性ではない−共生細菌ではなくまたその栄養をインビボで利用できるとは考えら れないアミノ酸及びペプチドの供給に依存する−ので、ラクトコッカス ラクチ ス(L.lactis)のサイトカイン分泌株が抗体の産生を増大できるという示唆は驚 くべきものである。これらの結果は、ラクトコッカス ラクチス(Lactococcus l actis)の組換株がインビボで生物学的に活性のある分子を合成しデリバリーする のに使用できることを初めて示すものである。IL−6はIgA−始動B細胞(I gA-committed B cell)における高速度のIgAの分泌を誘導できるサイトカイン であることが示されたので、これらの結果から粘膜さらには全身の免疫応答を増 大できる可能性が示唆されることは特に有益である。 ラクトコッカス ラクチス(Lactococcus lactis)が生物学的に活性のある投与 量の2種の異なる組換サイトカインのいずれかをデリバリーするのに十分な時間 粘膜上で生物学的な活性を維持でき、それにより異種抗原に対する免疫応答を増 大できるという知見は、アジュバント活性単独以外を目的としたポリペプチドの デリバリーに対して広範な利用可能性を示すものである。 ラクトコッカス ラクチス(Lactococcus lactis)がポリペプチドを産生、分泌 できることは、これらの細菌をマイクロモル、ナノモルまたはピコモル濃度で活 性があることが知られるポリペプチドのインビボでの産生及びデリバリーに利用 できることを示すものである。上記ポリペプチドの正確な投与量、さらには細菌 細胞を同時に導入することの必要性はヒトに適用する際に比べて獣医への適用で はあまり重要ではないので、組換ポリペプチドをデリバリーする上記方法は獣医 の用途で特に有用であると考えられる。しかしながら、ヒト用の薬剤においてで も、サイトカインの産出が無理に有害でない細菌細胞の沈着部位に行われ得、初 期の免疫応答期間中に抗原に接近して使用できるという事実は、生物学的 に活性のあるポリペプチドが有害な全身の副作用を防ぐために最も良い位置に局 在化する−アジュバント活性などの−状況で好ましく使用される。 したがって、本発明は以下を提供するものである: (i) 被検者(subject)に一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドを発 現する非侵襲性または非病原性細菌を投与することからなる一以上のポリペプチ ドのデリバリー方法; (ii) 被検者(subject)に一以上の抗原を発現する非侵襲性または非病原性 細菌を投与することからなる一以上の抗原のデリバリー方法; および (iii)被検者に一以上の抗原及び一以上の異種の生物学的に活性のあるポリ ペプチドを発現する非侵襲性または非病原性細菌を投与することからなる一以上 の抗原および/または一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドのデリバリー 方法。 生物学的に活性のあるポリペプチドは、細菌と同種であってもまたは異種であ ってもよく、真核生物源若しくは原核生物源、またはそのウィルス由来であって もよい。 本発明の他の概念によると、(i)一以上の異種の生物学的に活性のあるポリ ペプチドおよび/または(ii)一以上の抗原を発現する非侵襲性または非病原 性細菌を提供するものである。 「生物学的に活性のある」は、生物学的な機能を行えることを意味し、さらに 、ポリペプチドに関しては、ポリペプチドが天然の立体配置と同じまたはこれに かなり類似する安定した立体配座(「おりたたみ形(folded form)態」)を採用 することを意味する。例えば、適当にたたまれた単位、α−ヘリックス、β−シ ート、ドメイン、ジスルフィド架橋などの形成で、正しくまたは実質的に正しく おりたたまれる際には、ポリ ペプチドはその天然の機能を行う能力を有する。通常、ポリペプチドにおける機 能の単位はドメインである。 免疫応答の誘発を伴うまたは伴わない、抗体または他のレセプターによる単な る結合能は受動的であり、「生物学的な活性」を構成しない。抗原は、抗体との 結合能を有するが必ずしも生物学的に活性を有するとは限らない。 「異種の」ポリペプチドは、このポリペプチドに関する核酸をコード化する、 細菌、またはその子孫にとって天然ではない、すなわち、天然の若しくは細菌へ の導入前の細菌によっては発現しないものである。 本発明による細菌は、通常、グラム陽性であり、原則的には、無毒な細菌であ り、例えば、リステリア イノキュア(Listeria innocua)、スタフィロコッカス キシローサス(Staphylococcus xylosus)またはラクトコッカス種(Lactococcus )が挙げられる。ラクトコッカスLactococcus)、特にラクトコッカス ラクチス (Lactococcus lactis)が、本発明の好ましい態様を示す。このような細菌は非集 落形成性である。 当業者は、本発明の方法は一定の範囲の生物学的に活性のあるポリペプチドを デリバリーするのに使用することができると考えられる。適当なポリペプチドの 例としては、局所的にまたは全身に機能できるものが挙げられ、例えば、局所的 な若しくは全身の代謝に作用する内分泌活性を発揮できるポリペプチドであるお よび/または生物学的に活性のあるポリペプチドは免疫造血システムに属する細 胞の活性を調節できるものであるおよび/または一以上の生物学的に活性のある ポリペプチドは体内の様々な正常な若しくは腫瘍細胞の生育可能性(viability) 、成長及び分化に作用できるあるいは損傷や感染に対する急性期の炎症反応の免 疫調節若しくは誘導に作用できるものであるおよび/または一以上の生物学的に 活性のあるポリペプチドはターゲット細胞レセプターに作用す るケモカイン(chemokines)によって介される細胞及び組織の感染に対する耐性を 促進できるあるいは誘導できる、または上皮細胞を増殖できるまたは傷の治癒を 促進できるものであるおよび/または一以上の生物学的に活性のあるポリペプチ ドは体内の細胞による物質の発現または産生を調節する。 このようなポリペプチドの特定の例示としては、インシュリン、成長ホルモン 、プロラクチン、カルシトニン、黄体形成ホルモン、副甲状腺ホルモン、ソマト スタチン、甲状腺剌激ホルモン、バソアクティブ・インテスティナル・ポリペプ チド、IL−2、IL−3、IL−4、IL−5、IL−6、IL−7、IL− 9、IL−10、IL−11、IL−12、IL−13、GM−CSF、M−C SF、SCF、IFN−γ、EPO、G−CSF、LIF、OSM、CNTF、 GH、PRL、IFNα/β等の逆平行4αらせん束(antiparallel 4α helica l bundle)構造をとる構造群1サイトカイン(structural group 1 cytokine)、サ イトカインのTNF群、例えば、TNFα、TNFβ、CD40、CD27また はFASリガンド、サイトカインのIL−1群、繊維芽細胞成長因子群、血小板 由来増殖因子、トランスフォーミング成長因子β及び神経成長因子などの、細胞 表面と結合することが多く、対称ホモトリマー(symetric homotrimer)を形成し 、そのサブユニットは特定のウィルスコートタンパク質について記載されるβ− ゼリーロールの立体配座を採用する構造群2サイトカイン(structural group 2 cytokine)、例えば、サイトカインの表皮成長因子、保存システイン残基(C− CまたはC−X−Cケモカイン(chemokine)サブグループ)付近に集まるアミノ 酸配列を有することを特徴とするケモカイン(chemokine)またはインシュリン関 連サイトカインなどの、短鎖α/β分子からなり、それぞれが細胞外領域に少な くとも一のEGFドメインを含む大きな膜内外前駆体 分子として産生される構造群3サイトカイン(structural group 3 cytokine)、 異なるドメインから構成されるヘレグリン(heregulin)またはニューレグリン(ne uregulin)、例えば、EGF、免疫グロブリン様及びクリングルドメインなどの 、モザイク構造を有する構造群4サイトカイン(structural group 4 cytokine) が挙げられる。 または、生物学的に活性のあるポリペプチドは、上記で定義された生物学的に 活性のあるポリペプチドに対するレセプターまたはアンタゴニストであってもよ い。 細菌は、それに含まれる核酸から生物学的に活性のあるポリペプチドおよび抗 原を発現する。核酸は、生物学的に活性のあるポリペプチドをコード化する核酸 及び抗原をコード化する核酸が細菌での発現に適当な調節配列で制御される一以 上の核酸構築物からなってもよい。 細菌への導入用の核酸からなる適当なベクターは、プロモーター配列、ターミ ネーターフラグメント、エンハンサー配列、マーカー遺伝子及び他の適当な配列 などの、適当な調節配列を含めて、選択または構築できる。べクターは、適当な 、プラスミド、ウィルス、例えば、ファージ、またはファージミド(phagemid)で あってもよい。さらに詳細には、例えば、モレキュラー クローニング:ア ラ ボラトリー マニュアル(Molecular Cloning:a Laboratory Manual):第2版、 サムブルック(Sambrook)ら、1989年、コールド スプリング ハーバー ラ ボラトリー プレス(Cold Spring Harbor Laboratory Press)を参照。例えば、 核酸構築物の調製、突然変異誘発、配列決定、細胞へのDNAの導入及び遺伝予 発現における、核酸の操作、さらにはタンパク質の分析に関する多くの既知の技 術及びプロトコルが、モレキュラー バイオロジー(Molecular Biology)におけ るショート プロトコルズ(Short Protocols)、第2版、アウスベル(Ausubel)ら 著、ジョン ウィリー アンド サン ズ(John Wiley & Sons)、1992年に詳細に記載される。サムブルック(Sambro ok)らおよびアウスベル(Ausubel)らによるこれらの開示は参考のために本明細書 中に引用される。 好ましい実施態様によると、生物学的に活性のあるポリペプチド及び抗原に関 するコーディング配列は、オペロン、即ち、マルチシストロン発現用の核酸構築 物中に含まれる。オペロンでは、プロモーターからの転写によって、それぞれが それ自体上流に適当な位置のリボソーム結合部位を有する、一以上のコーディン グ配列からなるmRNAが得られる。したがって、一以上のポリペプチドが単一 のmRNAから翻訳できる。オペロンを使用することによって、生物学的に活性 のあるポリペプチド及び抗原の発現を協調させる(co-ordinate)ことが可能であ る。 他の実施態様によると、生物学的に活性のあるポリペプチド及び抗原に関する コーディング配列は、同じ核酸ベクターのー部であっても、または別のベクター であってもよく、それぞれが別のプロモーターの調節制御を受ける。プロモータ ーは同じであってもまたは異なるものであってもよい。 オペロンとしてまたはオペロンとしてでなく、各コーディング配列が非侵襲性 細菌(開示したとおり−特に、非共生および/または非集落形成細菌、例えば、 ラクトコッカス属(Lactococcus))での発現用のプロモーターの制御を受ける生 物学的に活性のあるポリペプチドに関するコーディング配列及び抗原に関するコ ーディング配列からなる核酸構築物またはベクターは、本発明のさらなる概念に よって提供される。 本発明により使用されるプロモーターは細菌中で構成的に発現されることが好 ましい。構成プロモーターの使用により、発現を行うための誘導物質または他の 調節シグナルを供給する必要がなくなる。好ましくは、プロモーターは、細菌宿 主細胞が生存し続ける、即ち、たとえ成長は維 持されなくとも代謝活性は維持するレベルでの発現を管理する。さらに、好まし くは、このような発現は低レベルである。例えば、発現産物が細胞内に蓄積する 場合には、発現レベルによって、細胞タンパク質の約10%未満、好ましくは約 5%以下、例えば、約1〜3%の発現産物の蓄積が起こる。プロモーターは、使 用される細菌、即ち、天然に細菌に発見されるものと同種であってもよい。例え ば、ラクトコッカスのプロモーターをラクトコッカス属に使用してもよい。ラク トコッカス ラクチス(Lactococcus lactis)(または他のラクトコッカス属(Lac tococcus))で好ましく使用されるプロモーターは、ラクトコッカス ラクチス( Lactococcus lactis)の染色体由来の「P1」(ウォーターフィールド エヌア ール(Watermfield N.R.);レ ペイジ アールダブリューエフ(Le Page,R.W.F. );ウィルソン ピーダブリュー(Wilson P.W.)及びウェルズ ジェーエム(Wells J.M.)、ジーン(Gene)(印刷中))であり、その配列を下記に示す(配列番号1) : GATTAAGTCA TCTTACCTCT TTTATTAGTT TTTTCTTATA ATCTAATGAT AACATTTTTA TAATTAATCT ATAAACCATA TCCCTCTTTG GAATCAAAAT TTATTATCTA CTCCTTTGTA GATATGTTAT AATACAAGTA TC 核酸構築物は分泌シグナル配列を有していてもよい。したがって、好ましい実 施態様によると、生物学的に活性を有するポリペプチドをコード化する核酸は、 (シグナル配列をコード化する核酸配列を該ポリペプチドをコード化する核酸配 列に適当にカップリングすることによって)生物学的に活性を有するポリペプチ ドの分泌を目的として提供してもよい。このような核酸を有する(harbour)細菌 のポリペプチドの分泌能は、生物体の生育可能性を維持する培養条件下でインビ トロで試験される。 適当な分泌シグナル配列としては、バチルス属(Bacillus)、クロストリジウム 属(Clostridium)及びラクトバチルス属(Lactobacillus)等のグラム陽性生物体に おいて活性を有するものがある。このような配列としては、グラム陽性及びグラ ム陰性宿主の双方において機能することが知られている(「ジーン エックスプ レッション ユージング バチルス(Gene Expression Using Bacillus)」、ラポ ポート(Rapoport)(1990年)、キャレント オピニオン イン バイオテク ノロジー(Current Opinionn in Biotechnology)、1:21〜27を参照)、バ チルス アミロリクェファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)のα−アミラ ーゼ分泌リーダーまたはスタフィロコッカス(Staphylococcus)のある株によって 分泌されるスタフィロキナーゼ(Staphylokinase)酵素の分泌リーダー、または多 くの他のバチルス属の酵素またはS−層タンパク質(S-layer protein)(ハーウ ッド(Harwood)及びカッティング(Cutting)、「モレキュラー バイオロジカル メソッズ フォー バチルス(Molecular Biological Methods for Bacillus)」 、ジョン ウィリーアンド コーポレイション(John Wiley & Co.)、1990年 を参照)由来のリーダー配列が挙げられる。ラクトコッカス属(Lactococcus)に 関しては、Usp45と称されるタンパク質のリーダー配列が好ましい(配列番 号2): ATG AAA AAA AAG ATT ATC TCA GCT Met Lys Lys Lys Ile Ile Ser Ala ATT TTA ATG TCT ACA GTG ATA CTT Ile Leu Met Ser Thr Val Ile Leu TCT GCT GCA GCC CCG TTG TCA GGT Ser Ala Ala Ala Pro Leu Ser Gly GTT TAC GCT Val Tyr Ala しかしながら、抗原が細胞内に蓄積することが好ましい。上述したように、好 ましくは、蓄積のレベルは、細菌が生存し続けさせる、即ち、代謝活性を維持さ せるものでなければならず、細胞タンパク質の約10%未満、好ましくは細胞タ ンパク質の約5%以下である。 抗原は、原則的には、抗体等の、免疫システムのレセプターが結合できるペプ チドまたはポリペプチドである。好ましい実施態様によると、抗原は、毒素の細 菌トキソイド形態またはその抗原性断片である。コーディング配列においてG/ Cに比べてA/Tを使用する傾向がある(60% A/T)、ラクトコッカス属 (Lactococcus)での発現に良く適合するためには、抗原はそのコーディング配列 がA/Tリッチな(G/Cに比べてA/T含量がより高い)ものである。例えば 、抗原はトキソイド(若しくはその抗原性断片)、またはクロストリジウム(Clo stridium)またはニューモコッカス(Pneumococcus)または他のストレプトコッカ ス(Streptococcus)種由来の他の免疫原性成分であってもよい。例えば、クロス トリジウムのコーディング配列は、プラスモジウム(Plasmodium)属に属する重要 なヒトのマラリア寄生虫由来の遺伝子と同様、70%を超えるA/T塩基対含量 を有することが多い。 本明細書中に記載されるように、抗原、即ち、抗原性ペプチドまたはポリペプ チドに対する免疫応答を促進するのに使用される際には、生物学的に活性のある ポリペプチドはサイトカイン活性を有することが好ま しい。サイトカインは、「ザ サイトカイン ファクツ ブック(The Cytokine Facts Book)」、キャラード(Callard)及びギアリング(Gearing))1994年) 、アカデミック プレス(Academic Press)に記載される。サイトカイン活性を有 する好ましいポリペプチドは、インターロイキン−2(IL−2)及びインター ロイキン−6(IL−6)等のインターロイキン類である。多くのサイトカイン はジスルフィド架橋を含み、すべてが天然にサイトカインを産生する細胞から分 泌される。細菌細胞の細胞質の減少特性はジスルフィド架橋の形成を防止すると 予想される。天然に分泌され、特に天然にジスルフィド架橋を含むポリペプチド が細菌細胞に維持されると生物学的に活性を有することは自明ではない。 したがって、一実施態様によると、生物学的に活性のあるポリペプチドは天然 にそれを産生する細胞から分泌されるものである。 本発明により抗原に対する免疫応答を促進するのにサイトカインを使用するこ とは、低い免疫原性の抗原に対して特に適切である。さらに、免疫原の粘膜への 使用は、通常、IgAの応答を誘発する。ワクチンの良好な(保護レベルの)粘 膜免疫応答の誘発能は、sIgA抗体が感染に対する粘膜の保護において重要な 役割を果たすことが知られているので、非常に望ましい態様である。例えば、コ レラ菌の表面に結合するsIgAは実験上ではマウスでコレラを予防できること が示された。HIV−1を効率的に中和するsIgAは、ウィルスが体に接近し た直後に終生の感染が確立されるため、このウィルスによる感染に対する保護に おいて重要な役割を果たす。したがって、粘膜のsIgAの応答を高い信頼性で 長期間誘導する方法は、ヒトのウィルス及び細菌性の病原体の大部分が粘膜表面 で集落形成をすることによって感染を開始するため、それ以後非常に探索される 。 したがって、それに対する促進されるIgA応答が有益である寄生虫由来の低 い免疫原性の抗原が本発明において特に好ましく使用され、例えば、シストソー マ マンソニ(Schistosoma mansoni)のP28免疫原(グルタチオン−S−トラ ンスフェラーゼ)が挙げられる。 本発明による細菌を得るために、核酸を細菌宿主細胞に導入する。したがって 、本発明のさらなる概念によると、非侵襲性細菌、好ましくはグラム陽性細菌、 最も好ましくは非共生、非集落形成細菌(ラクトコッカス属(Lactococcus)など )中に上記核酸を導入することからなる方法が提供される。上記導入には、公知 の技術が使用される。細菌細胞に関しては、適当な技術としては、塩化カルシウ ム形質転換、エレクトロポレーション及びバクテリオファージを用いたトランス フェクションが挙げられる。 上記導入の後、例えば、宿主細胞を遺伝子の発現条件下で培養することによっ て、核酸からの発現が起こるまたは発現を起こさせる。生物学的に活性のあるポ リペプチド及び抗原が発現する条件下での培養で細胞を生育させることによって 、確実に、細菌はコード化する核酸を含みコード化される物質を産生することが できる。 さらなる概念によると、本発明は、細菌に対して異種の生物学的に活性のある ポリペプチドの発現を目的とする核酸を含む非侵襲性細菌を患者に投与すること からなる、インビボでの生物学的に活性のある量のポリペプチドのデリバリ-方 法を提供するものである。上述したように、好ましい細菌としては、ラクトコッ カス ラクチス(Lactococcus lactis)等のラクトコッカス属(Lactococcus)が挙 げられ、好ましい投与経路は粘膜への塗布によるものである。 このような細菌において生物学的に活性のある形態の異種のポリペプチドを発 現することが可能であることはすでに示されているが、これは 細菌の生存及び成長に最適な培養条件下でインビトロでなされたにすぎなかった 。インビボでは、例えば、粘膜においては、細菌はその成長または生育を支持す るとは考えられない環境にある。したがって、このような細菌が、ポリペプチド の生物学的活性が検出可能な生物学的な効果を生じさせるのに十分である投与量 (dose)(量)でポリペプチドをデリバリーできることは驚くべきことである。 好ましい実施態様によると、生物学的に活性のあるポリペプチドはサイトカイ ン活性を有し、細菌は抗原をも発現してもよい。IL−2やIL−6等のインタ ーロイキンが好ましくデリバリーされる。 本発明の方法および本明細書中に記載される非侵襲性または非病原性細菌の使 用により、当業者が操作できる広範な治療方法、例えば、被検者の免疫応答が提 供されると考えられる。したがって、本発明は、様々な他の概念において、以下 を提供するものである: (i) 本明細書に定義される非侵襲性または非病原性細菌を被検者に投与 することからなる、細胞または組織の生存、成長、分化、エフェクター機能また は感染に対する感受性の調節方法; (ii) 本明細書に定義される非侵襲性または非病原性細菌を被検者に投与 することからなる、粘膜表面または付近若しくは離れた組織に集落形成する腫瘍 細胞または感染に対する免疫応答の促進(boost)方法; (iii) 本明細書に定義される非侵襲性または非病原性細菌を被検者に投与 することからなる、病原性感染物質に対する免疫応答のタイプ(抗体対細胞の仲 介)の調節方法; (iv) 本明細書に定義される非侵襲性または非病原性細菌を被検者に投与 することからなる、炎症または腫瘍細胞による正常組織の浸潤の調節方法; (v) 本明細書に定義される非侵襲性または非病原性細菌を被検者に投与 することからなる、腫瘍細胞の成長速度、侵襲速度または生存の制御方法; (vi) 本明細書に定義される非侵襲性または非病原性細菌を被検者に投与 することからなる、腫瘍細胞のアポプトシスの誘導方法; (vii) 生物学的に活性のあるポリペプチドを発現する非侵襲性または非病 原性細菌を被検者に投与することからなる、免疫応答のダウンレギュレーション 方法;および (viii)生物学的に活性のあるポリペプチドを発現する非侵襲性または非病 原性細菌を被検者に投与することからなる、アレルギー性自己免疫(allergic au toimmune)または他の免疫調節異常による病気の状態(immune dysregulative dis ease state)の処置方法。 または、サイトカイン及び抗原双方を細菌によって発現させる際には、本発明 の一概念は、サイトカイン活性を有するポリペプチド及び抗原の発現を目的とす る核酸を含む非侵襲性細菌を患者に投与することからなる、抗原に対する免疫応 答の促進方法を提供する。 抗体の応答などの、免疫応答の促進によって、病原性環境において抗原による 後のチャレンジに対して患者を保護するレベルの免疫応答が得られることが好ま しい。例えば、抗原が細菌トキソイドまたは毒素フラグメントである際には、本 発明による細菌の投与に対する抗体応答レベルは、例えば、毒素を産生する細菌 による感染時に、細菌毒素によるチャレンジの病原性結果に対して患者をその後 保護するものである。 粘膜表面への塗布による細菌の投与は、全身の応答に加えて、粘膜での免疫応 答(例えば、IgA応答)を向上させることによって本明細書において有益であ る。 細菌は、栄養培地、すなわち細菌中で代謝活性を(少なくともインビ トロで)維持する物質を含有する培地に適用されてもよい。このような物質は、 細菌が成長しなくとも生育可能性を維持する。このような物質は、グルコース、 アミノ酸などのエネルギー源を含む。 細菌が投与される個体は、ヒトまたは動物、すなわち非ヒト哺乳動物である。 投与は、鼻腔が簡便であるが、経口、膣または肛門からでもよい。粘膜による投 与が好ましくない場合には、細菌は、当業者に可能な範囲内での他の好適な手段 によって、例えば非経口ルート(静脈内、腹腔内、皮下、筋肉内)で投与されて もよい。 治療の場合には、すなわち個体へのポリペプチドのデリバリーの生物学的な効 果が個体に対して有益な場合には、投与は「治療上の有効量」で好ましく、これ は患者にとって十分有益である。かかる利益は、少なくとも一つの症状を少なく とも一つ改善することであろう。予防の場合には、例えば、免疫応答を促進する ことによって、後の病原体のチャレンジの個体における有害な影響を低減させる 量で充分であろう。実際の投与量、投与速度および投与時間は、投与の目的、例 えば、チャレンジの性質や重篤度の観点で求められた生物学的な効果によって異 なり、定常的に最適化される。予防接種等に関する処置の処方、例えば投与量の 決定などは、一般医や他の医師の責任の範囲内である。 細菌を含む組成物は、単独でまたはその他の治療法と組み合わせて、同時若し くは順次、本発明に従って投与される。 また、本発明は、上記のような細菌を含む薬剤組成物を提供するものである。 このような薬剤組成物は、一実施態様によると、粘膜への塗布に適当であること が好ましい。 本発明による、および本発明による使用を目的とする薬剤組成物は、細菌に加 えて、製薬上許容される賦形剤、坦体、バッファー、安定化剤または当業者に公 知のその他の物質を含んでいてもよい。このような物 質は、無毒性でなければならず、また活性成分の有効性を干渉するものであって はならない。坦体またはその他の物質の正確な性質は投与経路に依存する。静脈 内、皮膚若しくは皮下注射、または苦痛部位における注射では、発熱物質を含ま ず、好適なpH、等張性および安定性を有する非経口で許容される水溶液が使用 されてもよい。当該分野におけるものは、好適な溶液を充分に調製できる。保存 剤、安定化剤、バッファー、抗酸化薬および/またはその他の添加剤は、必要に より、含まれてもよい。上記のように、本発明による投与を目的とする細菌を含 む薬剤は、一以上の栄養物質、例えばグルコース、アミノ酸などのエネルギー源 を含んでいてもよい。 その他の態様によると、本発明は、上記細菌を患者への投与が適当である坦体 媒体と配合することからなる薬剤の製造方法を提供するものである。一実施態様 によると、上記薬剤は患者の粘膜への塗布に好適である。 また、本発明は、異種の生物学的に活性のあるポリペプチドを発現する非侵襲 性細菌、および薬剤に使用される、すなわち予防(予防接種)を含む外科または 治療によるヒトまたは動物を処置する方法に使用される抗原を提供するものであ る。上述のように、細菌はグラム陽性であり、非共生および/または非集落形成 であることが好ましく、好適な実施例にはラクトコッカス属(Lactococcus)が挙 げられる。上記方法は、例えば、患者における免疫応答を促進するために、患者 の粘膜に投与することからなることが好ましい。 本発明の他の概念は、患者への投与を目的とする、組成物、すなわち薬剤組成 物または薬剤の製造における上記細菌の使用を提供するものである。このような 投与は、患者の粘膜にすることが好ましく、例えば細菌によって発現される抗原 に対する、このような投与により患者におけ る免疫応答が促進されるであろう。 本発明の各概念の実施態様は、本明細書の開示から明らかであり、当業者は修 飾がされてもよいことを認識できるであろう。別の態様および実施態様は明らか になるであろう。実験的な実証(これに制限されるものではないが)により、抗 原に対する免疫応答の保護レベルを達成する際の本発明の実施態様の使用を、図 面を参照しながら詳細に説明する。 図1は、プラスミド構築の流れの概略図を示すものである。得られるプラスミ ドpTTI2は、TTFCおよびIL−2の発現に使用され、得られるプラスミ ドpTTI6は、ラクトコッカス ラクチス(Lactococcus lactis)などの有機 物中でTTFCおよびIL−6を発現するために使用される。 図2aは、抗原(例えば、TTFC)及び生物学的に活性のあるポリペプチド (例えば、IL−2またはIL−6などのサイトカイン)に関するコーディング 配列を含むオペロン構築物などの、遺伝子が複数のクローニング部位(MCS) に挿入される、ベクターpEX1(pTREX1と称される)を示すものである 。 図2bは、遺伝子MCS(多クローニング部位)に挿入された際に遺伝子(マ ルチ−(ジ−)シストロンコーディング配列を含む)の発現を目的として操作に より(operably)位置されるP1プロモター、シャイン・ダルガルノ配列(SD) および転写終結区配列を示すpEX1(pTREX1)領域の拡大図を示すもの である。 図3は、発現目的で使用されるオペロンにおけるTTFCとインターロイキン シストロン間の結合を示すものである。 図4は、破傷風毒素フラグメントC(TTFC)およびマウスのサイトカイン 、IL−2またはIL−6を発現する組換ラクトコッカス ラクチス(Lactococc us lactis)で鼻腔内にワクチン注射された6匹のマウ ス群のTTFCに特異的な血清IgG力価を示すものである。 本明細書で述べられている全ての文献は参考のために引用される。 実施例1 TTFCおよびmIL2またはmIL6のいずれか一方を同時発現させるため に、我々は、調査される二つのシストロンを誘導するオペロンの構築を目的とし て選んだ。我々は、構成性発現用のベクターを使用した。一般的に、我々は、シ ャイン・ダルガルノ(SD)配列直前にXbaI部位および停止コドン直後にS peI部位をシストロンに隣接させようとした。このようにして、XbaI及び SpeIは同じ付着端を生ずるため、多シストロンは容易に交換でき、望ましい 配列で様々な組み合わせができる。我々は、既に、T7 プロモーター−T7遺 伝子10リボソーム結合部位によってmIL2およびmIL6を発現させること ができたので、g10リボソーム結合部位中に存在するXbaIを選んで使用し た。この配列のため、SD配列がうまく位置することを知った。我々は、インタ ーロイキンの前にTTFCシストロンを選んでおいた。 プラスミド類の構築 プラスミドの構築を図1に示す。mIL2およびmIL6を有するプラスミド について特定部位の突然変異誘発を行い、停止コドンの直後にさらにSpeI部 位を生じさせた。得られるプラスミドは、それぞれ、pL2MIL2Aおよびp L2MIL6Aと称された。USP45分泌リーダーおよびTTFCの融合を含 むプラスミドを、必要な各種のTTFC配列のPCR増幅用の鋳型として使用し た。 細胞内TTFCの産生を誘導するオペロンでは、遺伝子をブラントエンドのS peI/BamHIフラグメントとして増幅し、SphIで切断され、ブラント エンド化され、さらにBamHIで再切断されたベクターpTREX1中にクロ ーン化した。得られるプラスミドはpT1T Tと称される。このプラスミドから、3’末端の150bpの、SpeI TT FCフラグメントを単離して、pL2MIL2AおよびpL2MIL6AのXb aI部位中にクローンした。得られるプラスミドはp3TTIL2およびp3T TIL6と称された。我々は、TTFCの3’末端に存在するKpnI制限部位 を用いてTTFCを再構築し、さらにp3TTIL2およびp3TTIL6のK pnI−SpeIフラグメントをpT1TTの適当なKpnI−PvuIIおよ びSpeI−PvuIIフラグメントと連結することによって、目的とするオペ ロンを得た。得られるプラスミドは、pTT12およびpTT16と称された。 タンパク質の発現 タンパク質の発現を抗体の検出によって検定した。上記を目的として、研究さ れる種々の菌株のコロニーはニトロセルロース膜上にスポットし(spot)、適当な 抗生物質を含むGM17(ディフコ(difco)製)固体寒天プレート上においた。 これらのプレートを一晩インキュベートし、2.5%スキンミルク粉末を含有す るPBS中で遮断した。フィルターをウサギ抗TTFCまたはウサギ抗MIL2 で暴露した。実験では、TTFC遺伝子を保持する全ての構築物中でTTFCの 明確な発現が示された。さらに、pTTI2およびpTTAI2では、IL2お よびTTFCの同時発現が検出された。TTFC単位及びmil6間の連結部は TTFC及びmil2間の連結部と同じなので、IL6は同様にTTFCと共に 同時に発現したと推測される。 免疫処置用細胞の調製 免疫処置用の細菌株を、エリスロマイシンを5μg/mlで含有する新鮮なG M17培地15mlに対して1mlの一晩培養物(overnight culture)の割合で 希釈された新鮮な一晩培養物から生育させ、30℃で成長させた。細胞を0.5 〜1.0の間の600nmにおける光学密度 で収穫した。細胞を0.5%カザミノ酸、0.2M重炭酸ナトリウム、0.5% グルコースのオリジナル培地の1/10(容量)で洗浄した後、1/200(容 積)のオリジナルの培地中に再縣濁し、細菌細胞濃度を測定した。次に、細胞を 、1回の免疫処置当たりの細胞数が所定の数になるように上記溶液中に希釈した 。 免疫処置 マウスは「メトファン(metofane)」を吸入させて、軽く麻酔をかけた。0.5 %カゼイン加水分解産物、0.2M重炭酸ナトリウム及び0.5%グルコースに おける、細菌縣濁液10μlを、自動ピペッターを用いて、順次、外鼻腔に塗布 した。動物は、十分に麻酔からさめるまで、呼吸困難性をよく観察した。 結果 結果を表1および図4に示す。インターロイキン−2またはインターロイキン −6を発現できる細菌は、TTFC単独を発現する細菌に比べて10倍以上の抗 TTFC抗体を誘導した。 抗体力価が閾値を越えるやいなや保護効果が達成されることは、細菌毒素では 通例である。pEX−TTFC/IL−2及びpEX−TTFC/IL−6を含 有する細菌を接種したマウス中で検出された抗体力価のレベルは、破傷風毒素の チャレンジに対する後の保護に関する閾値を大きく越えた(図4を参照のこと、 予防接種してから35日の力価)。 実験実証の要約 抗原性ポリペプチド(破傷風毒素フラグメントC−TTFC)および生物学的 に活性のあるポリペプチド(インターロイキン2;インターロイキン−6)の同 時発現用の人工オペロンを、TTFC遺伝子およびインターロイキン遺伝子の転 写が予め規定された活性のラクトコッカスのプロモーター要素の活性によって制 御できるように、構成発現ベクター (pTREX1)中に別々に構築した。これらの構築物は、人工オペロンから転 写されたmRNAの翻訳後、TTFC抗原が細胞内に蓄積するように調製された 。分泌シグナル配列を、インターロイキンに操作により連結した。これらの細菌 の調製剤をマウスの鼻腔内に投与すると、インターロイキン−2またはインター ロイキン−6を発に比べて、約10倍以上の抗TTFC抗体を誘発した。したが って、これらのインターロイキンはいずれかも、実験系において明確なアジュバ ント活性を有した。 ラクトコッカス ラクチス(Lactococcus lactis)は、(ひよこの群に住み、多 くの哺乳動物の腸管に存在する、乳酸桿菌の関連種とな異なり)共生細菌ではな く、インビボでは利用するとは考えられないアミノ酸やペプチドの提供にその栄 養に関して依存するので、ラクトコッカス ラクチス(L.lactis)のサイトカイ ンを発現する菌株が抗体産生を増大できることが示されたことは驚くべきことで ある。これらの結果は、最初に、ラクトコッカス ラクチス(Lactococcus lacti s)などの非集落形成、非侵襲性細菌の組換株がインビボで生物学的に活性のある 分子を合成、デリバリーするのに使用できることを示すものである。 表1(裏ページ) 表において、「TT/9」は1×109個の細菌投与量でTTFCを発現する 細菌の接種を、「TT/8」は1×108個の細菌投与量での接種などを示すの に使用される。「TT IL−2/9」および「TT IL−6/9」は、1× 109個の細菌投与量で、TTFC及びIL−2、ならびにTTFC及びIL− 6を、それぞれ、発現する細菌による接種を示し、「TT IL−2/8」は1 ×108個の細菌投与量での接種などを示すものである。記載される数値は個々 のマウスに関するELISA力価である。
【手続補正書】 【提出日】1998年4月23日(1998.4.23) 【補正内容】 請求の範囲 1.一以上のポリペプチドを発現する非侵襲性または非病原性細菌からなる薬 剤組成物。 2.一以上の抗原を発現する非侵襲性または非病原性細菌からなる薬剤組成物 。 3.一以上の抗原及び一以上の異種の生物学的に活性のあるポリペプチド双方 を発現する非侵襲性または非病原性細菌からなる薬剤組成物。 4.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドが細菌にとって異種である 、請求の範囲第1項から第3項のいずれかに記載の薬剤組成物。 5.少なくとも一の異種のポリペプチドが真核生物またはそのウィルス由来で ある、請求の範囲第4項に記載の薬剤組成物。 6.少なくとも一の異種のポリペプチドが原核生物若しくはそのウィルス由来 または細菌種と同種のウィルス由来である、請求の範囲第4項に記載の薬剤組成 物。 7.該細菌がグラム陽性細菌である、請求の範囲第1項から第6項のいずれか に記載の薬剤組成物。 8.該グラム陽性細菌がリステリア イノキュア(Listeria innocua)、スタフ ィロコッカス キシローサス(Staphylococcus xylosus)、スタフィロコッカス カルノサス(Staphylococcus carnosus)、ストレプトコッカス ゴルドニ(Strept ococcus gordoni)、ラクトコッカス種またはラクトバチルス種である、請求の範 囲第7項に記載の薬剤組成物。 9.該グラム陽性細菌がラクトコッカス ラクチス(Lactococcus lactis)であ る、請求の範囲第8項に記載の薬剤組成物。 10.該細菌がグラム陽性病原性細菌の弱毒化株である、請求の範囲第7項に記 載の薬剤組成物。 11.該細菌がリステリア モノサイトジーンズ(Listeria monocytogenes)であ る、請求の範囲第10該項に記載の薬剤組成物。 12.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドが局所的にまたは全身に機 能できるもの、例えば、局所的な若しくは全身の代謝に作用する内分泌活性を発 揮できるポリペプチドである、請求の範囲第5項から第11項のいずれかに記載 の薬剤組成物。 13.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドが免疫造血システムに属す る細胞の活性を調節できるものである、請求の範囲第5項から第11項のいずれ かに記載の薬剤組成物。 14.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドが体内の様々な正常な若し くは腫瘍細胞の生育可能性、成長及び分化に作用できるあるいは損傷や感染に対 する急性期の炎症反応の免疫調節若しくは誘導に作用できるものである、請求の 範囲第5項から第11項のいずれかに記載の薬剤組成物。 15.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドがターゲット細胞レセプタ ーに作用するケモカインによって介される細胞及び組織の感染に対する耐性を促 進できるあるいは誘導できる、または上皮細胞を増殖できるまたは傷の治癒を促 進できるものである、請求の範囲第5項から第11項のいずれかに記載の薬剤組 成物。 16.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドが体内の細胞による物質の 発現または産生を調節するものである、請求の範囲第5項から第11項のいずれ かに記載の薬剤組成物。 17.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドがインシュリン、成長ホル モン、プロラクチン、カルシトニン、黄体形成ホルモン、副甲状腺ホルモン、ソ マトスタチン、甲状腺剌激ホルモンまたはバソアクティブ・インテスティナル・ ポリペプチドである、請求の範囲第12項か ら第16項のいずれかに記載の薬剤組成物。 18.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドがIL−2、IL−3、I L−4、IL−5、IL−6、IL−7、IL−9、IL−10、IL−11、 IL−12、IL−13、GM−CSF,M−CSF、SCF、IFN−γ、E PO、G−CSF、LIF、OSM,CNTF、GH、PRLまたはIFNα/ β等の、逆平行4αらせん束構造をとる構造群1サイトカインである、請求の範 囲第12項から第16項のいずれかに記載の薬剤組成物。 19.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドがサイトカインのTNF群 、例えば、TNFα、TNFβ、CD40、CD27またはFASリガンド、サ イトカインのIL−1群、繊維芽細胞成長因子群、血小板由来増殖因子、トラン スフォーミング成長因子β及び神経成長因子などの、細胞表面と結合することが 多く、対称ホモトリマーを形成し、そのサブユニットは特定のウィルスコートタ ンパク質について記載されるβ−ゼリーロールの立体配座を採用する構造群2サ イトカインである、請求の範囲第12項から第16項のいずれかに記載の薬剤組 成物。 20.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドが、例えば、サイトカイン の表皮成長因子、保存システイン残基(C−CまたはC−X−Cケモカインサブ グループ)付近に集まるアミノ酸配列を有することを特徴とするケモカインまた はインシュリン関連サイトカインなどの、短鎖α/β分子からなり、それぞれが 細胞外領域に少なくとも一のEGFドメインを含む大きな膜内外前駆体分子とし て産生される構造群3サイトカインである、請求の範囲第12項から第16項の いずれかに記載の薬剤組成物。 21.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドが異なるドメインから構成 されるヘレグリンまたはニューレグリン、例えば、EGF、免 疫グロブリン様及びクリングルドメインなどの、モザイク構造を有する構造群4 サイトカインである、請求の範囲第12項から第16項のいずれかに記載の薬剤 組成物。 22.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドが請求の範囲第10項から 第19項のいずれかに記載の生物学的に活性のあるポリペプチドに対するレセプ ターまたはアンタゴニストである、請求の範囲第12項から第16項のいずれか に記載の薬剤組成物。 23.細胞または組織の生育可能性、成長、分化、エフェクター機能または感染 に対する感受性を調節することを目的とする薬剤の調製における請求の範囲第1 項から第11項のいずれかに記載の非侵襲性または非病原性細菌の使用。 24.腫瘍細胞または粘膜表面または離れた組織に集落形成する感染に対する免 疫応答を促進することを目的とする薬剤の調製における請求の範囲第1項から第 11項のいずれかに記載の非侵襲性または非病原性細菌の使用。 25.病原性感染物質に対する免疫応答のタイプ(抗体対細胞の仲介)を調節す ることを目的とする薬剤の調製における請求の範囲第1項から第11項のいずれ かに記載の非侵襲性または非病原性細菌の使用。 26.炎症または腫瘍細胞による正常組織の浸潤を調節することを目的とする薬 剤の調製における請求の範囲第1項から第11項のいずれかに記載の非侵襲性ま たは非病原性細菌の使用。 27.腫瘍細胞の成長速度、侵襲速度または生育可能性を制御することを目的と する薬剤の調製における請求の範囲第1項から第11項のいずれかに記載の非侵 襲性または非病原性細菌の使用。 28.腫瘍細胞のアポプトシスを誘導することを目的とする薬剤の調製における 請求の範囲第1項から第11項のいずれかに記載の非侵襲性ま たは非病原性細菌の使用。 29.請求の範囲第12項から第22項に記載の一以上の態様によって修飾され る請求の範囲第23項から第28項のいずれかに記載の使用。 30.免疫応答をダウンレギュレーションすることを目的とする薬剤の調製にお ける生物学的に活性のあるポリペプチドを発現する非侵襲性または非病原性細菌 の使用。 31.アレルギー性自己免疫または他の免疫調節異常による病気の状態を処置す ることを目的とする薬剤の調製における生物学的に活性のあるポリペプチドを発 現する非侵襲性または非病原性細菌の使用。 32.請求の範囲第7項から第22項に記載の一以上の態様によって修飾される 請求の範囲第30項または第31項に記載の方法。 33.ワクチンである、請求の範囲第1項から第22項のいずれかに記載の薬剤 配合物。 34.請求の範囲第1項から第11項のいずれかに記載の一以上の非侵襲性また は非病原性細菌を一以上の製薬上許容できる担体と混合する段階からなる、請求 の範囲第1項から第22項のいずれかまたは第33項に記載の薬剤配合物の製造 方法。 35.各コーディング配列は非侵襲性または非病原性細菌で発現するプロモータ ーの制御下にある、一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドに関する一以上 のコーディング配列及び一以上の抗原に関する一以上のコーディング配列からな る核酸。 36.請求の範囲第7項から第22項に記載の一以上の態様によって修飾される 請求の範囲第35項に記載の核酸。 37.一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドをコード化する核酸および/ または一以上の抗原をコード化する核酸が適当な調節配列の制御下にある一以上 の核酸構築物からなる請求の範囲第35項または第3 6項に記載の核酸。 38.該適当な調節配列がプロモーター配列、ターミネーターフラグメント、エ ンハンサー配列及びマーカー遺伝子から選ばれる、請求の範囲第37項に記載の 核酸。 39.該一以上の核酸構築物がポリシストロンRNA転写物を生じることが可能 な人工的なオペロンを有する、請求の範囲第37項または第38項に記載の核酸 。 40.該プロモーターがラクトコッカス ラクチス(Lactococcus lactis)で使用 されるラクトコッカスのプロモーターである、請求の範囲第35項から第39項 のいずれかに記載の核酸。 41.一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドに関するコーディング配列の 上流に、分泌シグナル配列をさらに含む、請求の範囲第35項から第40項のい ずれかに記載の核酸。 42.該分泌シグナル配列がバチルス アミロリクェファシエンス(Bacillus am yloliquefaciens)のα−アミラーゼ分泌リーダー、スタフィロキナーゼ(Staphy lokinase)酵素の分泌リーダー、他のバチルス属の酵素またはS−層タンパク質 に関するリーダー配列またはラクトコッカス属(Lactococcus)のタンパク質であ るUsp45のリーダー配列である、請求の範囲第41項のいずれかに記載の核 酸。 43.該抗原が保護免疫応答を誘発できる、請求の範囲第35項から第42項の いずれかに記載の核酸。 44.該抗原は保護免疫応答が請求の範囲第12項から第22項のいずれかに記 載の一以上の同時に発現した生物学的に活性のあるポリペプチドの存在下で加速 され、増幅されまたはより長期間続くものである、請求の範囲第35項から第4 2項のいずれかに記載の核酸。 45.非侵襲性または非病原性細菌、例えば、ラクトコッカス ラクチ ス(Lactococcus lactis)の形質転換における請求の範囲第35項から第44項の いずれかに記載の核酸の使用。 46.非侵襲性または非病原性細菌宿主細胞中に請求の範囲第35項から第44 項のいずれかに記載の核酸を導入する段階からなる、請求の範囲第1項から第1 1項のいずれかに記載の細菌の生産方法。 47.(i)一以上の異種の生物学的に活性のあるポリペプチドおよび(ii) 一以上の抗原を発現する非侵襲性または非病原性細菌。 48.請求の範囲第7項から第22項に記載の一以上の態様によって修飾される 請求の範囲第47項に記載の非侵襲性または非病原性細菌。 49.請求の範囲第35項から第44項のいずれかに記載の核酸を含む請求の範 囲第47項または第48項に記載の非侵襲性または非病原性細菌。 50.薬剤に使用される請求の範囲第47項から第49項のいずれかに記載の非 侵襲性または非病原性細菌。
───────────────────────────────────────────────────── 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) A61P 43/00 A61K 31/00 643B A61K 35/74 35/74 A 35/76 35/76 38/00 39/02 39/02 39/085 39/085 39/09 39/09 48/00 48/00 C07K 14/52 C07K 14/52 C12N 1/20 E C12N 1/20 1/21 1/21 C12P 21/02 K C12P 21/02 F H A61K 37/02 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN, CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,G E,HU,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR ,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV, MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,P L,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK ,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ, VN (72)発明者 レマウト,エリック ベルギー国,ビー−9000 ゲント,ケー エル レーデガンクストラート 35,ラボ ラトリー オブ モレキュラー バイオロ ジー,ユニバーシタイト ゲント (72)発明者 ウェルズ,ジェレミー,マーク イギリス国,ケンブリッジ シービー2 1キューピー,テニス コート ロード, デパートメント オブ パソロジー,ユニ バーシティ オブ ケンブリッジ (72)発明者 レ ペイジ,リチャード,ウィリアム,フ ァラ イギリス国,ケンブリッジ シービー2 1キューピー,テニス コート ロード, デパートメント オブ パソロジー,ユニ バーシティ オブ ケンブリッジ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドを発現する非侵襲性または非 病原性細菌を被検者に投与することからなる、一以上の生物学的に活性のあるポ リペプチドのデリバリー方法。 2.一以上の抗原を発現する非侵襲性または非病原性細菌を被検者に投与する ことからなる、一以上の抗原のデリバリー方法。 3.一以上の抗原及び一以上の異種の生物学的に活性のあるポリペプチド双方 を発現する非侵襲性または非病原性細菌を被検者に投与することからなる、一以 上の抗原および/または一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドのデリバリ ー方法。 4.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドが細菌にとって異種である 、請求の範囲第1項から第3項のいずれかに記載の方法。 5.少なくとも一の異種ポリペプチドが真核生物またはそのウィルス由来であ る、請求の範囲第4項に記載の方法。 6.少なくとも一の異種ポリペプチドが原核生物若しくはそのウィルス由来ま たは細菌種と同種のウィルス由来である、請求の範囲第4項に記載の方法。 7.該細菌がグラム陽性細菌である、請求の範囲第1項から第6項のいずれか に記載の方法。 8.該グラム陽性細菌がリステリア イノキュア(Listeria innocua)、スタフ ィロコッカス キシローサス(Staphylococcus xylosus)、スタフィロコッカス カルノサス(Staphylococcus carnosus)、ストレプトコッカス ゴルドニ(Strept ococcus gordoni)、ラクトコッカス種またはラクトバチルス種である、請求の範 囲第7項に記載の方法。 9.該グラム陽性細菌がラクトコッカス ラクチス(Lactococcus lac tis)である、請求の範囲第8項に記載の方法。 10.該細菌がグラム陽性細菌の弱毒化株である、請求の範囲第7項に記載の方 法。 11.該細菌がリステリア モノサイトジーンズ(Listeria monocytogenes)であ る、請求の範囲第10該項に記載の方法。 12.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドが局所的にまたは全身に機 能できるもの、例えば、局所的な若しくは全身の代謝に作用する内分泌活性を発 揮できるポリペプチドである、請求の範囲第5項から第11項のいずれかに記載 の方法。 13.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドが免疫造血システムに属す る細胞の活性を調節できるものである、請求の範囲第5項から第11項のいずれ かに記載の方法。 14.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドが体内の様々な正常な若し くは腫瘍細胞の生育可能性、成長及び分化に作用できるあるいは損傷や感染に対 する急性期の炎症反応の免疫調節若しくは誘導に作用できるものである、請求の 範囲第5項から第11項のいずれかに記載の方法。 15.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドがターゲット細胞レセプタ ーに作用するケモカインによって介される細胞及び組織の感染に対する耐性を促 進できるあるいは誘導できる、または上皮細胞を増殖できるまたは傷の治癒を促 進できるものである、請求の範囲第5項から第11項のいずれかに記載の方法。 16.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドが体内の細胞による物質の 発現または産生を調節するものである、請求の範囲第5項から第11項のいずれ かに記載の方法。 17.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドがインシュリン、 成長ホルモン、プロラクチン、カルシトニン、黄体形成ホルモン、副甲状腺ホル モン、ソマトスタチン、甲状腺刺激ホルモンまたはバソアクティブ・インテステ ィナル・ポリペプチドである、請求の範囲第12項から第16項のいずれかに記 載の方法。 18.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドがIL−2、IL−3、I L−4、IL−5、IL−6、IL−7、IL−9、IL−10、IL−11、 IL−12、IL−13、GM−CSF、M−CSF、SCF、IFN−γ、E PO、G−CSF、LIF、OSM、CNTF、GH、PRLまたはIFNα/ β等の、逆平行4αらせん束構造をとる構造群1サイトカインである、請求の範 囲第12項から第16項のいずれかに記載の方法。 19.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドがサイトカインのTNF群 、例えば、TNFα、TNFβ、CD40、CD27またはFASリガンド、サ イトカインのIL−1群、繊維芽細胞成長因子群、血小板由来増殖因子、トラン スフォーミング成長因子β及び神経成長因子などの、細胞表面と結合することが 多く、対称ホモトリマーを形成し、そのサブユニットは特定のウィルスコートタ ンパク質について記載されるβ−ゼリーロールの立体配座を採用する構造群2サ イトカインである、請求の範囲第12項から第16項のいずれかに記載の方法。 20.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドが、例えば、サイトカイン の表皮成長因子、保存システイン残基(C−CまたはC−X−Cケモカインサブ グループ)付近に集まるアミノ酸配列を有することを特徴とするケモカインまた はインシュリン関連サイトカインなどの、短鎖α/β分子からなり、それぞれが 細胞外領域に少なくとも一のEGFドメインを含む大きな膜内外前駆体分子とし て産生される構造群3サイトカインである、請求の範囲第12項から第16項の いずれかに記載の 方法。 21.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドが異なるドメインから構成 されるヘレグリンまたはニューレグリン、例えば、EGF、免疫グロブリン様及 びクリングルドメインなどの、モザイク構造を有する構造群4サイトカインであ る、請求の範囲第12項から第16項のいずれかに記載の方法。 22.該一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドが請求の範囲第10項から 第19項のいずれかに記載の生物学的に活性のあるポリペプチドに対するレセプ ターまたはアンタゴニストである、請求の範囲第12項から第16項のいずれか に記載の方法。 23.請求の範囲第1項から第11項のいずれかに記載の非侵襲性または非病原 性細菌を被検者に投与することからなる、細胞または組織の生存、成長、分化、 エフェクター機能または感染に対する感受性の調節方法。 24.請求の範囲第1項から第11項のいずれかに記載の非侵襲性または非病原 性細菌を被検者に投与することからなる、粘膜表面または付近若しくは離れた組 織に集落形成する腫瘍細胞または感染に対する免疫応答の促進方法。 25.請求の範囲第1項から第11項のいずれかに記載の非侵襲性または非病原 性細菌を被検者に投与することからなる、病原性感染物質に対する免疫応答のタ イプ(抗体対細胞の仲介)の調節方法。 26.請求の範囲第1項から第11項のいずれかに記載の非侵襲性または非病原 性細菌を被検者に投与することからなる、炎症または腫瘍細胞による正常組織の 浸潤の調節方法。 27.請求の範囲第1項から第11項のいずれかに記載の非侵襲性または非病原 性細菌を被検者に投与することからなる、腫瘍細胞の成長速度、 侵襲速度または生存の制御方法。 28.請求の範囲第1項から第11項のいずれかに記載の非侵襲性または非病原 性細菌を被検者に投与することからなる、腫瘍細胞のアポプトシスの誘導方法。 29.請求の範囲第12項から第22項に記載の一以上の態様によって修飾され る請求の範囲第23項から第28項のいずれかに記載の方法。 30.生物学的に活性のあるポリペプチドを発現する非侵襲性または非病原性細 菌を被検者に投与することからなる、免疫応答のダウンレギュレーション方法。 31.生物学的に活性のあるポリペプチドを発現する非侵襲性または非病原性細 菌を被検者に投与することからなる、アレルギー性自己免疫または他の免疫調節 異常による病気の状態の処置方法。 32.請求の範囲第7項から第22項に記載の一以上の態様によって修飾される 請求の範囲第30項または第31項に記載の方法。 33.請求の範囲第1項から第11項のいずれかに記載の非侵襲性または非病原 性細菌、および必要であれば一以上の製薬上許容できる賦形剤、アジュバント、 担体などからなる薬剤配合物。 34.ワクチン配合物である、請求の範囲第33項に記載の薬剤配合物。 35.請求の範囲第12項から第22項に記載の一以上の態様によって修飾され る請求の範囲第33項または第34項に記載の薬剤配合物。 36.請求の範囲第1項から第11項のいずれかに記載の非侵襲性または非病原 性細菌を一以上の製薬上許容できる担体と混合する段階からなる、請求の範囲第 33項から第35項のいずれかに記載の薬剤配合物の製造方法。 37.各コーディング配列は非侵襲性または非病原性細菌での発現を目的とする プロモーターの制御下にある、一以上の生物学的に活性のある ポリペプチドに関する一以上のコーディング配列及び一以上の抗原に関する一以 上のコーディング配列からなる核酸。 38.請求の範囲第7項から第22項に記載の一以上の態様によって修飾される 請求の範囲第37項に記載の核酸。 39.一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドをコード化する核酸および/ または一以上の抗原をコード化する核酸が適当な調節配列の制御下にある一以上 の核酸構築物からなる請求の範囲第37項または第38項に記載の核酸。 40.該適当な調節配列がプロモーター配列、ターミネーターフラグメント、エ ンハンサー配列及びマーカー遺伝子から選ばれる、請求の範囲第39項に記載の 核酸。 41.該一以上の核酸構築物がポリシストロンRNA転写物を生じることが可能 な人工的なオペロンを有する、請求の範囲第39項または第40項に記載の核酸 。 42.該プロモーターがラクトコツカス ラクチス(Lactococcus lactis)で使用 されるラクトコッカスのプロモーターである、請求の範囲第37項から第41項 のいずれかに記載の核酸。 43.一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドに関するコーディング配列の 上流に、分泌シグナル配列をさらに含む、請求の範囲第37項から第42項のい ずれかに記載の核酸。 44.該分泌シグナル配列がバチルス アミロリクェファシエンス(Bacillus am yloliquefaciens)のα−アミラーゼ分泌リーダー、スタフィロキナーゼ(Staphy lokinase)酵素の分泌リーダー、他のバチルス属の酵素またはS−層タンパク質 に関するリーダー配列またはラクトコッカス属(Lactococcus)のタンパク質であ るUsp45のリーダー配列である、請求の範囲第43項のいずれかに記載の核 酸。 45.該抗原が保護免疫応答を誘発できる、請求の範囲第37項から第44項の いずれかに記載の核酸。 46.該抗原は保護免疫応答が請求の範囲第12項から第22項のいずれかに記 載の一以上の同時に発現した生物学的に活性のあるポリペプチドの存在下で加速 され、増幅されまたはより長期間続くものである、請求の範囲第37項から第4 4項のいずれかに記載の核酸。 47.非侵襲性または非病原性細菌、例えば、ラクトコッカス ラクチス(Lacto coccus lactis)の形質転換における請求の範囲第37項から第46項のいずれか に記載の核酸の使用。 48.非侵襲性または非病原性細菌宿主細胞中に請求の範囲第37項から第46 項のいずれかに記載の核酸を導入する段階からなる、請求の範囲第1項から第1 1項のいずれかに記載の細菌の生産方法。 49.(i)一以上の異種の生物学的に活性のあるポリペプチドおよび(ii) 一以上の抗原を発現する非侵襲性または非病原性細菌。 50.請求の範囲第7項から第22項に記載の一以上の態様によって修飾される 請求の範囲第49項に記載の非侵襲性または非病原性細菌。 51.請求の範囲第37項から第46項のいずれかに記載の核酸を含む請求の範 囲第49項または第50項に記載の非侵襲性または非病原性細菌。 52.薬剤に使用される請求の範囲第49項から第51項のいずれかに記載の非 侵襲性または非病原性細菌。 53.一以上の生物学的に活性のあるポリペプチドおよび/または一以上の抗原 のデリバリーを目的とした薬剤の製造における請求の範囲第1項から第11項の いずれかに記載の非侵襲性若しくは非病原性細菌または請求の範囲第37項から 第46項のいずれかに記載の核酸を含む非侵襲性若しくは非病原性細菌の使用。 54.請求の範囲第23項から第32項に記載の一以上の態様によって修飾され る請求の範囲第53項に記載の使用。
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