(57)【要約】【課題】ワクチンとして投与した場合に細胞性および／または液性免疫応答を誘発する免疫原を同定する方法の提供。【解決手段】以下の段階を含む方法。有機溶媒によって病原体培養物を死滅させる段階；溶媒を除去する段階；死滅させた細菌を水溶液に再懸濁する段階；水溶液から微粒子を除去する段階；免疫原を水溶液中に保持する段階；水溶液中のタンパク質を単離する段階；単離された抗原の特異的抗体またはT細胞活性を混合してまたは各抗原を個々に決定する段階。具体事例として、肺炎球菌T細胞免疫原、および肺炎球菌免疫原の1つまたは混合物を含むワクチン組成物、ならびにそのワクチンを用いて肺炎球菌感染症を処置または予防する方法。さらに肺炎球菌感染症を有する対象を同定するために、診断目的のために肺炎球菌免疫原を用いる方法。【選択図】図７
2019070035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の段階を含む、病原体から1つの免疫原または複数の免疫原を得る方法：
有機溶媒によって病原体培養物を死滅させる段階；
溶媒を除去する段階；
死滅させた細菌を水溶液に再懸濁する段階；
水溶液から微粒子を除去する段階であって、それによって免疫原を水溶液中に保持する、段階。
【請求項２】
病原体が、細菌、ウイルス、真菌、または寄生虫である、請求項1記載の方法。
【請求項３】
免疫原が、病原体に由来するタンパク質、炭水化物、脂質、核酸、または低分子である、請求項1記載の方法。
【請求項４】
以下の段階をさらに含む、請求項1記載の方法：
水溶液中のタンパク質を単離する段階；
単離された抗原の特異的抗体またはT細胞活性を、混合してまたは単独で決定する段階。
【請求項５】
以下の段階を含む、細菌のT細胞刺激免疫原を得る方法：
有機溶媒によって細菌培養物を死滅させる段階；
溶媒を除去する段階；
死滅させた細菌を水溶液中に再懸濁する段階；
水溶液から微粒子を除去する段階であって、それによってT細胞免疫原を水溶液中に保持する、段階。
【請求項６】
以下の段階をさらに含む、請求項5記載の方法：
水溶液中のタンパク質を単離する段階；
単離されたタンパク質のTh17細胞誘導活性を、混合してまたは単独で決定する段階。
【請求項７】
培養物が、肺炎連鎖球菌（Streptococcus pneumoniae）の培養物である、請求項3〜6に記載の方法。
【請求項８】
有機溶媒がクロロホルムである、請求項5〜7のいずれか一項記載の方法。
【請求項９】
免疫原が、肺炎球菌のコロニー形成を低減させるかまたはコロニー形成から哺乳動物を保護するワクチンとしてさらに調製される、請求項1〜8のいずれか一項記載の方法。
【請求項１０】
ワクチンがアジュバントをさらに含む、請求項9記載の方法。
【請求項１１】
ワクチンが粘膜内に投与される、請求項9または請求項10記載の方法。
【請求項１２】
免疫原が肺炎球菌タンパク質SP0862、SP1534、およびSP2070の少なくとも1つである、請求項1から11のいずれか一項記載の方法。
【請求項１３】
肺炎球菌タンパク質SP0862、SP1534、およびSP2070を含む、哺乳動物における免疫応答を誘発するための薬学的組成物。
【請求項１４】
請求項1から請求項12のいずれか一項記載の方法によって調製されたT細胞刺激免疫原を含む、哺乳動物において免疫応答を誘発するための薬学的組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本出願は、全般的に生物および病原体からの免疫原を同定する方法、特に、ワクチンとして投与した場合に細胞性および／または液性免疫応答を誘発する免疫原を同定する方法に向けられる。本出願はまた、肺炎球菌（pneumococcus）T細胞免疫原ならびにその方法および組成物にも向けられる。
【０００２】
関連出願の相互参照
本出願は、35 U.S.C. § 119(e)の下で、その各々の全内容が参照により本明細書に組み入れられる、2010年12月30日に提出された米国特許仮出願第61/428,296号、および同様に2010年12月30日に提出された米国特許仮出願第61/428,305号、および2010年3月12日に提出された米国特許仮出願第61/313,450号の優先権の恩典を主張する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
開発途上国では、毎年ほぼ100万人もの子供が肺炎球菌感染症のために死亡する。結合型肺炎球菌ワクチンが有効であるにもかかわらず、このアプローチには、なおも、製造および輸送費用が高いこと、ならびにいくつかの臨床試験および疫学的研究において証明されたように、それによって血清型の置換が起こることを含む問題点が存在する。現在の莢膜型ワクチンの1つの正の効果が、ワクチン接種されていない患者集団において明らかである：集団免疫が、現在のワクチン戦略において印象的な役割を果たす。子供において予防される肺炎球菌疾患の各症例に対して、成人では約3例の肺炎球菌疾患が集団免疫によって予防される。少なくともこの文脈において、コロニー形成を遮断すれば疾患が阻止されることから、肺炎球菌のコロニー形成の予防は、タンパク質型ワクチンアプローチの主たる目標である。
【０００４】
血清型非依存的免疫を誘発して、および経済的に発展しつつある国にとってより容易に利用可能でありうる、代替肺炎球菌ワクチンが緊急に必要である。この必要性に取り組むことができる新規抗原は、非常に魅力的であろう。加えて、免疫原を同定する現在の方法は、全抗原レパートリーの抽出または同定を十分に最適化しない技術に集中している。このことは、肺炎球菌のみならず他の病原体の例でも当てはまる。新しい組の抗原を同定することができる方法は、肺炎球菌を含む広範囲の組の病原体に関するワクチンの開発にとって影響が大きい潜在性を有する。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の1つの局面は、ワクチンとして投与した場合に細胞性または液性免疫応答を誘発する新規免疫原を同定する方法を提供する。特定の態様において、方法は、全身性IL-17A応答を誘発して、肺炎球菌のコロニー形成を低減させるまたはコロニー形成から保護する肺炎球菌T細胞免疫原を同定した。
【０００６】
1つの態様において、保護的免疫原は、生物を有機溶媒によって死滅させることによって同定される。有機溶媒を除去して、残っている材料を水溶液中で再水和させる。このプロセスは、液相中に様々な抗原を放出して、次にこれを遠心分離および上清の収集によって採取することができる。
【０００７】
もう1つの態様において、液相をさらにサイズ分画するか、または分取SDSゲルもしくは他の方法によって分離して、その後個々の分画を免疫刺激に関して評価する。次に、最も有望な分画をさらに評価して、成分を同定する。次に、成分タンパク質を混合してまたは単独で評価して、どれが最も免疫原性が高くて保護的であるかを決定することができる。
【０００８】
したがって、本発明のアプローチは、Th17細胞応答を誘導して、しかもコロニー形成からマウスを保護する肺炎球菌T細胞免疫原を同定した。SP0862、SP1534、およびSP2070を含むこれらのタンパク質は、コロニー形成および敗血症に対するワクチン候補物として有望性を示す。いくつかの態様において、本明細書において開示される、たとえば表1に開示される新規肺炎球菌免疫原を、その後の肺炎球菌の鼻でのコロニー形成を低減させるために、粘膜免疫によって投与して、任意でアジュバントと共に投与することができる。
【０００９】
本発明の1つの局面は、以下の段階を含む、病原体、たとえば細菌から1つの免疫原または複数の免疫原を得る方法に関する：（i）病原体培養物を溶媒、たとえば有機溶媒によって死滅させる段階；（ii）溶媒を除去する段階；（iii）病原体、たとえば細菌を水溶液中に再懸濁する段階；（iv）免疫原を水溶液中で保持するために水溶液から微粒子を除去する段階。いくつかの態様において、病原体は、細菌、ウイルス、真菌、または寄生虫である。いくつかの態様において、免疫原は、病原体に由来するタンパク質、炭水化物、脂質、核酸、または低分子である。
【００１０】
いくつかの態様において、病原体から1つの免疫原または複数の免疫原を得る方法は、以下の段階をさらに含む：（v）水溶液中のタンパク質を単離する段階；および（vi）単離された抗原の特異的抗体またはT細胞活性を、混合してまたは各抗原を個々に（たとえば1つずつ）決定する段階。いくつかの態様において、任意で、アジュバントおよび／またはワクチン骨格の存在下で、単離された抗原（個々に、または任意の混合物で）の特異的抗体またはT細胞活性を決定することができる。
【００１１】
本発明のもう1つの局面は、以下の段階を含む、細菌T細胞刺激免疫原を得る方法に関する：（i）細菌培養物を溶媒、たとえば有機溶媒によって死滅させる段階；（ii）溶媒を除去する段階；（iii）死滅させた細菌を水溶液中に再懸濁する段階；（iv）T細胞免疫原を水溶液中で保持するために、水溶液から微粒子を除去する段階。いくつかの態様において、そのような方法は任意で、以下の段階をさらに含むことができる：（v）水溶液中のタンパク質を単離する段階；（vi）単離されたタンパク質のTh17細胞誘導活性を、混合してまたは各抗原の活性を個々に（たとえば、1つずつ）決定する段階。いくつかの態様において、任意で、アジュバントおよび／またはワクチン骨格の存在下で、単離抗原（個々にまたは任意の混合物で）の特異的Th17細胞誘導活性を決定することができる。
【００１２】
本発明の方法の全ての局面において、病原体または細菌培養物は、肺炎連鎖球菌（Streptococcus pneumoniae）の培養物でありうる。
【００１３】
本発明の方法の全ての局面において、溶媒は有機溶媒、たとえばクロロホルムでありうる。いくつかの態様において、溶媒はアルコールではなく、いくつかの態様において、アルコールはエタノールではない。
【００１４】
いくつかの態様において、免疫原はさらに、肺炎球菌のコロニー形成を低減させるまたはコロニー形成から哺乳動物を保護するワクチンとして調製される。いくつかの態様において、そのようなワクチンは、たとえばコレラ毒素、CFA、IFA、ミョウバン、ならびに当技術分野において一般的に公知である、および本明細書において開示されるその他の物質を含むがこれらに限定されるわけではない群より選択される少なくとも1つのアジュバントをさらに含むことができる。
【００１５】
いくつかの態様において、本明細書において開示されるワクチンは、粘膜により対象に投与することができる。本明細書において記述される全ての態様の全ての局面において、対象は、哺乳動物対象、たとえばヒトであるが、家畜および農場動物等などの他の対象が企図される。
【００１６】
本発明の他の局面は、肺炎球菌タンパク質SP0862、SP1534、およびSP2070、または実質的な同一性を有するその機能的断片もしくはタンパク質の免疫原の少なくとも1つまたは混合物を含むワクチンに関する。
【００１７】
本発明のもう1つの局面は、肺炎球菌タンパク質SP0862、SP1534、およびSP2070、または実質的な同一性を有するその機能的断片もしくはタンパク質を含む、哺乳動物において免疫応答を誘発するための薬学的組成物に関する。いくつかの態様において、薬学的組成物は、アジュバントをさらに含むことができる。
【００１８】
本発明のもう1つの局面は、本明細書において開示される方法に従って調製されるT細胞刺激免疫原を含む、哺乳動物において免疫応答を誘発するための薬学的組成物に関する。そのような態様において、薬学的組成物は、アジュバントおよび／またはワクチン骨格をさらに含むことができる。
[本発明1001]
以下の段階を含む、病原体から1つの免疫原または複数の免疫原を得る方法：
有機溶媒によって病原体培養物を死滅させる段階；
溶媒を除去する段階；
死滅させた細菌を水溶液に再懸濁する段階；
水溶液から微粒子を除去する段階であって、それによって免疫原を水溶液中に保持する、段階。
[本発明1002]
病原体が、細菌、ウイルス、真菌、または寄生虫である、本発明1001の方法。
[本発明1003]
免疫原が、病原体に由来するタンパク質、炭水化物、脂質、核酸、または低分子である、本発明1001の方法。
[本発明1004]
以下の段階をさらに含む、本発明1001の方法：
水溶液中のタンパク質を単離する段階；
単離された抗原の特異的抗体またはT細胞活性を、混合してまたは単独で決定する段階。
[本発明1005]
以下の段階を含む、細菌のT細胞刺激免疫原を得る方法：
有機溶媒によって細菌培養物を死滅させる段階；
溶媒を除去する段階；
死滅させた細菌を水溶液中に再懸濁する段階；
水溶液から微粒子を除去する段階であって、それによってT細胞免疫原を水溶液中に保持する、段階。
[本発明1006]
以下の段階をさらに含む、本発明1005の方法：
水溶液中のタンパク質を単離する段階；
単離されたタンパク質のTh17細胞誘導活性を、混合してまたは単独で決定する段階。
[本発明1007]
培養物が、肺炎連鎖球菌（Streptococcus pneumoniae）の培養物である、本発明1003〜1006の方法。
[本発明1008]
有機溶媒がクロロホルムである、本発明1005〜1007のいずれかの方法。
[本発明1009]
免疫原が、肺炎球菌のコロニー形成を低減させるかまたはコロニー形成から哺乳動物を保護するワクチンとしてさらに調製される、本発明1001〜1008のいずれかの方法。
[本発明1010]
ワクチンがアジュバントをさらに含む、本発明1009の方法。
[本発明1011]
ワクチンが粘膜内に投与される、本発明1009または本発明1010の方法。
[本発明1012]
免疫原が肺炎球菌タンパク質SP0862、SP1534、およびSP2070の少なくとも1つである、本発明1001から1011のいずれかの方法。
[本発明1013]
肺炎球菌タンパク質SP0862、SP1534、およびSP2070を含む、哺乳動物における免疫応答を誘発するための薬学的組成物。
[本発明1014]
本発明1001から本発明1012のいずれかの方法によって調製されたT細胞刺激免疫原を含む、哺乳動物において免疫応答を誘発するための薬学的組成物。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】分取SDSゲル分離の溶出物による脾細胞刺激のデータを示す。上清分画（WCC sup）は、クロロホルムによって死滅させた全菌体ワクチン（WCC）の総タンパク質の約15％を含有する。WCC上清中のタンパク質を4％〜12％SDSゲルにおいて分離した後、分取SDSゲル溶出装置によってゲルでの移動度に従って分画に溶出した。WCC免疫マウスからの脾細胞を分画3〜11からのタンパク質の同量によって刺激して、そのIL-17A産生を、刺激後3日目にELISAによって測定した。
【図２】大腸菌（E.coli）からの個々のタンパク質の精製からのゲルを示す。タンパク質を、pQE-30プラスミドを用いてコンピテント大腸菌細胞においてクローニングし、形質転換体をシークエンシングによって確認した。タンパク質を、成功した形質転換体において発現させて、沈降させた。超音波処理によって溶解した後、細胞溶解上清中のhisタグをつけたタンパク質をアガロース-Niカラムにより精製した。次に、溶出したタンパク質をPD10カラムにより脱塩して、サイズ排除ゲル濾過によって再度精製した。代表的なタンパク質を、クーマシー染色したSDS-PAGEゲル上に表す。
【図３】精製タンパク質によるIL-17A産生刺激のデータを示す。タンパク質12個（SP435、SP516、SP862、SP946、SP1297、SP1415、SP1458、SP1538、SP1572、SP1733、SP2070、およびSP2092）を、質量分析によって同定されたタンパク質の全てから選択して（表1を参照されたい）、大腸菌においてクローニングして精製した。WCC免疫マウス（n＝10）の脾細胞を、10μg/ml各タンパク質によって刺激して、IL-17A産生を刺激後6日目に測定した。バーは、各刺激に関する中央値を表す。DMEM培地による刺激に対する各動物のIL-17A応答をバックグラウンドと見なして、それゆえタンパク質刺激によるIL-17A値から差し引いた。
【図４】図4A〜4Bは、タンパク質混合物による鼻内免疫によってコロニー形成から保護されることに関するデータを示す。各4μg/mlのSPN0435、SPN1534、およびSPN2070の混合物（CHB混合物）を用いて、マウスを、アジュバントとしてのコレラ毒素（CT）1μgと共に1週間離して2回免疫した。CT単独またはCTと共に全菌体肺炎球菌調製物（WCB）によって免疫したマウスはそれぞれ、陰性および陽性対照を構成した。2回目の免疫後3週間目に血液を採取した。図4Aは、肺炎球菌全菌体抗原と共に6日間インキュベートした血液試料中で決定したインビトロでのIL-17A産生を示す。図4Bは、免疫後4週目に血清型6B株0603をマウスの鼻内にチャレンジして、鼻洗浄液の希釈液を平板培養することによって、肺炎球菌のコロニー形成密度を7日後に決定したことを示す。
【図５】C57Bl/6マウスにおける個々のタンパク質によるコロニー形成からの保護を示す。免疫およびチャレンジスケジュールは、図4と同じであった。NPコロニー形成密度を、PRISMを用いて、マン・ホイトニーU検定または多重比較のためのDunn補正を行うクラスカル・ウォリス検定によって比較した。*、p＜0.05；**、P＜0.01。
【図６】非近交系CD1マウスにおける個々のタンパク質によるコロニー形成からの保護を示す。免疫およびチャレンジスケジュールは、図4と同じであった。NPコロニー形成密度を、PRISMを用いて、マン・ホイトニーU検定または多重比較のためのDunn補正を行うクラスカル・ウォリス検定によって比較した。*、p＜0.05；**、P＜0.01。
【図７】個々のSPタンパク質による曝露されたマウスの刺激およびCD1マウスにおける個々のタンパク質によるコロニー形成からの保護のデータを示す。免疫およびチャレンジスケジュールは、前記と同じであった。NPコロニー形成密度を、PRISMを用いて、マン・ホイトニーU検定または多重比較のためのDunn補正を行うクラスカル・ウォリス検定によって比較した。*、p＜0.05；**、P＜0.01；***、P＜0.001。2070、1534、0862は全てSP遺伝子番号である。3CHBは、SP2070、SP1534、SP0862の混合物を意味する。WCVは、陽性対照としての役割を果たす全菌体ワクチンである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
発明の詳細な説明
本発明は、本明細書において記述される特定の方法論、プロトコール、および試薬等に限定されず、これらは変化しうると理解すべきである。本明細書において用いられる用語は、特定の態様を記述する目的に限られ、特許請求の範囲によってのみ定義される本発明の範囲を制限しないことが意図される。
【００２１】
定義
本明細書において用いられる「アジュバント」という用語は、標的抗原に対する細胞または対象による抗原応答を増加させる任意の物質または実体を意味する。
【００２２】
本明細書において用いられる「病原体」という用語は、対象において疾患または障害を引き起こす生物または分子を意味する。たとえば、病原体には、ウイルス、真菌、細菌、寄生虫、および他の感染性生物またはそれに由来する分子のみならず、藻類、真菌、酵母および原虫の範疇内の分類学上関連する肉眼で見える生物等が挙げられるがこれらに限定されるわけではない。
【００２３】
本明細書において用いられる、「原核細胞病原体」という用語は、細菌病原体を意味する。
【００２４】
本明細書において用いられる「ウイルス病原体」という用語は、HIVなどの病気または疾患を引き起こすウイルスを意味する。
【００２５】
本明細書において用いられる「寄生性病原体」という用語は、宿主から恩恵を受けて、同時に病気または疾患を引き起こす、宿主細胞または宿主生物内部に長期間在住する寄生性である微生物を意味する。寄生性病原体は、細菌、ウイルス、真菌、および寄生虫、および原生生物でありうる。
【００２６】
タンパク質「x」の免疫原（たとえば、表1に記載される免疫原）の機能的断片という文脈において用いられる場合の「機能的断片」という用語は、それが由来するタンパク質またはペプチドと類似の細胞性および／または液性免疫応答を媒介する、行う、または誘発する、そのようなタンパク質またはペプチドの断片を意味する。
【００２７】
その用語が本明細書において用いられる場合の表1の抗原または免疫原の「断片」は、長さが少なくともアミノ酸15個であり、たとえば少なくともアミノ酸16個、少なくとも17個、少なくとも18個、少なくとも19個、少なくとも20個、または少なくとも25個、またはそれより長い長さでありうる。
【００２８】
「細胞障害性Tリンパ球」または「CTL」という用語は、標的とする細胞においてアポトーシスを誘導するリンパ球を意味する。CTLは、標的細胞表面上の処理された抗原（Ag）とTCRとの相互作用を介して、標的細胞と抗原特異的コンジュゲートを形成して、それによって標的細胞のアポトーシスを引き起こす。アポトーシス体は、マクロファージによって除去される。「CTL応答」という用語は、CTL細胞によって媒介される一次免疫応答を意味するために用いられる。
【００２９】
本明細書において用いられる「細胞性免疫」または「CMI」という用語は、抗体または補体を伴わず、むしろマクロファージ、ナチュラルキラー細胞（NK）、抗原特異的細胞障害性Tリンパ球（T細胞）の活性化、および標的抗原に応答した様々なサイトカインの放出を伴う免疫応答を意味する。言い換えれば、CMIは、抗原を提示する他の細胞（抗原提示細胞（APS）など）の表面に結合して応答を誘発する免疫細胞（T細胞およびリンパ球など）を意味する。応答は、他のリンパ球および／または他の任意の白血球細胞（白血球）のいずれか、ならびにサイトカインの放出を伴いうる。したがって、細胞性免疫（CMI）は、抗体を伴わず、むしろマクロファージおよびNK細胞の活性化、抗原特異的細胞障害性Tリンパ球の産生、ならびに抗原に応答した様々なサイトカインの放出を伴う免疫応答である。細胞性免疫は、（1）ウイルス感染細胞、細胞内細菌を有する細胞、および腫瘍抗原を示す癌細胞などの、その表面上に外来抗原のエピトープを示す体細胞を破壊することができる抗原特異的細胞障害性Tリンパ球（CTL）を活性化することによって；（2）マクロファージおよびNK細胞を活性化して、それらに細胞内病原体を破壊させることによって；ならびに（3）細胞を刺激して、適応免疫応答および生得の免疫応答に関係する他の細胞の機能に影響を及ぼす多様なサイトカインを分泌させることによって、体を保護する。理論および背景によって拘束されたくはないが、免疫系は、2つの枝に分けられた：免疫の保護機能が体液（無細胞体液または血清）中に見いだされうる液性免疫と、免疫の保護機能が細胞に関連する細胞性免疫。
【００３０】
本明細書において用いられる「免疫細胞」という用語は、直接的または間接的な抗原刺激に応答してサイトカインを放出することができる任意の細胞を意味する。本明細書における「免疫細胞」という用語には、ナチュラルキラー（NK）細胞、T細胞（CD4+および／またはCD8+細胞）、B細胞を含むリンパ球、マクロファージおよび単球、Th細胞；Th1細胞；Th2細胞；Tc細胞；間質細胞；内皮細胞；白血球；樹状細胞；マクロファージ；肥満細胞および単球、ならびに直接または間接的な抗原刺激に応答してサイトカイン分子を産生することができる他の任意の細胞が含まれる。典型的に、免疫細胞は、リンパ球、たとえばT細胞リンパ球である。
【００３１】
本明細書および特許請求の範囲において用いられるように、本文が明らかにそれ以外であることを示している場合を除き、単数形は複数形を含み、その逆を含む。実施例またはそれ以外であることを示している場合を除き、本明細書において用いられる成分または反応条件の量を表す数字は全て、全ての場合において「約」という用語によって修飾されると理解すべきである。
【００３２】
本明細書において用いられる「含む」という用語は、表示される定義された要素に加えて、他の要素も同様に存在することができることを意味する。「含む」を用いる場合は、制限よりむしろ包含を示す。
【００３３】
「からなる」という用語は、態様のその説明において引用されないいかなる要素も除外する、本明細書において記述される組成物、方法、およびその各々の成分を意味する。
【００３４】
本明細書において用いられる「本質的にからなる」という用語は、所定の態様にとって必要な要素を意味する。この用語は、本発明のその態様の基本的および新規または機能的特徴に実質的な影響を及ぼさない要素の存在を許容する。
【００３５】
同定された全ての特許および他の刊行物は、たとえば本発明に関連して用いられうるそのような刊行物において記述される方法論を記述および開示する目的のために、参照により本明細書に明白に組み入れられる。これらの刊行物は、本出願の提出日以前にその開示が単になされたために提供される。この点においていかなるものも、先行発明に基づいて、または他の任意の理由からそのような開示のなされた日付を早める権利が本発明者らにないと自認したと解釈すべきではない。これらの文書の日付に関する声明または内容に関する表記は全て、出願人に入手可能な情報に基づいており、これらの文書の日付または内容の正確性をいかなるようにも承認したことにはならない。
【００３６】
それ以外であることが定義されている場合を除き、本明細書において用いられる科学技術用語は全て、本発明が関連する当業者に一般的に理解される意味と同じ意味を有する。任意の公知の方法、装置、および材料が本発明の実践または試験において用いられうるが、この点における方法、装置、および材料を本明細書において記述する。
【００３７】
抗原発見法
肺炎球菌ワクチン接種を拡大するためにこれまでに提唱された2つのアプローチは、精製肺炎球菌抗原で構成されるタンパク質サブユニットワクチンおよび／または全細胞ワクチン（WCV）候補物などの死滅全細胞ワクチンに基づいている。
【００３８】
肺炎球菌全細胞ワクチン候補物（WCV）に関する研究は、GMP等級の製造に向けての移行を含んでいる。このプロセスの際に、エタノール殺菌に対する代替として有機溶媒が探求された。意外にもクロロホルムによって死滅させたWCV（WCC）は、エタノール殺菌したWCVより100 1000倍強力であることが発見された。加えて、凍結乾燥したWCCを溶解して、遠心沈降させると、上清のみで動物コロニー形成モデルにおいて非常に保護的であった。これによって、凍結および凍結乾燥時に単純に昇華するクロロホルムを用いることによって、そうでなければエタノール殺菌後に洗い流されてしまうWCVの可溶性保護的タンパク質が維持されるという仮説が立てられた。次に、その免疫原性および保護能に寄与するWCC上清中のタンパク質をさらに特徴付けした。
【００３９】
このように、本発明は、ワクチンのための抗原候補物を同定するための方法を提供する。第一に、1つまたは複数の溶媒または有機溶媒によって、病原体（たとえば、肺炎球菌などの感染性細菌またはインフルエンザなどの感染性ウイルス）を死滅させることによって、可能性がある保護抗原を同定する。
【００４０】
いくつかの態様において、適した溶媒は、中でも、クロロホルムまたはトリクロロエチレン、TCEなどの、生物学的精製技法において用いられる一般的な溶媒を含む。したがって、いくつかの態様において、溶媒は有機溶媒である。「有機溶媒」という用語は、当技術分野において認められた用語であり、一般的に、有機化合物の群に属し、一般的に有機材料を溶解するために用いられる溶媒を意味する。有機溶媒には、炭化水素、芳香族炭化水素、エステル、エーテル、ハロ炭化水素、アミン、アミド、アルカノールアミド、尿素、アルコール、グリコール、多価アルコール、グリコールエーテル、グリコールエーテルエステル、およびその2つまたはそれより多くの混合溶媒が挙げられるがこれらに限定されるわけではない。
【００４１】
例示的な有機溶媒には、1-ブタノール、2-ブタノール、2-ブタノン、アセトアミドMEA（Witco Corporation, Greenwich, Conn.）、アセトン、アセトニトリル、およびn-メチルピロリドン、ベンゼン、四塩化炭素、クロロベンゼン、クロロホルム、シクロヘプタン、シクロヘキサン、シクロペンタン、デカン、ジブチルエーテル、ジクロロベンゼン、ジクロロエタン、1,2-ジクロロエタン、ジクロロメタン（DCM）、ジエタノールアミン、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジグライム（ジエチレングリコールジメチルエーテル）、ジグリセロール、1,2-ジメトキシエタン（グライム、DME）、ジメチルエーテル、ジメチルスルホキシド（DMSO）、ジオキサン、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ドデカン、エタノールアミン、酢酸エチル、プロピオン酸エチル、エチレングリコール、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ギ酸、グリセリン、グリセロール、ヘプタン、ヘキサメチルホスホラミド（HMPA）、ヘキサメチルホスホロトリアミド（HMPT）、ヘキサン、イソプロパノール、メタノール、酢酸メチル、メチルt-ブチルエーテル（MTBE）、メチルエチルケトン（MEK）、プロピオン酸メチル、N-メチル-2-ピロリドン（NMP）、N,N,N',N'-テトラメチルウレア、N,N-ジメチルホルムアミド（DMF）、ニトロメタン、n-ブタノール、オクタン、ペンタン、石油エーテル（リゴリン（ligorine））、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1-プロパノール、2-プロパノール、ピリジン、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル酢酸塩、Schercomid AME-70（Sher Chemicals, Inc., Clifton, N.J.）、ソルビトール、スクアレン、ジエチルエーテル、t-ブチルアルコール、テトラクロロエタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロフラン（THF）、チオウレア、トルエン、トリクロロエタン、トリエタノールアミン、トリエチレングリコール、トリグリセロール、尿素、キシレン（o-、m-、またはp-）、γ-ブチロラクタム、およびその2つまたはそれより多くの混合物が挙げられるがこれらに限定されるわけではない。有機溶媒の他の例は、たとえばその両方の全内容が参照により本明細書に組み入れられる、McCutcheon's Volume 2: Functional Materials, North American Edition（The Manufacturing Confectioner Publishing Co., 2006）およびVogel's Practical Organic Chemistry（Prentice Hall, 5th ed., 1996）に見いだされうる。
【００４２】
用いることができる他の溶媒には、ラウリン酸メチル、ラウリン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソステアリル、オレイン酸メチル、オレイン酸イソプロピル、オレイン酸ブチル、リノール酸メチル、リノール酸イソブチル、リノール酸エチル、イソステアリン酸イソプロピル、メチル大豆油、イソブチル大豆油、メチルタラート、イソブチルタラート、アジピン酸ジイソプロピル、セバシン酸ジイソプロピル、セバシン酸ジエチル、モノカプリン酸プロピレングリコール、トリ-2-エチルヘキサン酸トリメチロールプロパン、およびトリ2-エチルヘキサン酸グリセリルなどのエステル溶媒；イソミリスチルアルコール、イソパルミチルアルコール、イソステアリルアルコール、およびオレイルアルコールなどのアルコール溶媒；イソノナン酸、イソミリスチン酸、ヘキサデカン酸、イソパルミチン酸、オレイン酸、およびイソステアリン酸などの高級脂肪酸溶媒；ならびにジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、およびプロピレングリコールジブチルエーテルなどのエーテル溶媒が挙げられるが、これらに限定されるわけではなく、使用することができる。
【００４３】
いくつかの態様において、溶媒はアルコールではない。好ましくは、溶媒はエタノールではない。
【００４４】
有機溶媒または複数の溶媒は、混合物中の有機分画を蒸発または昇華させるために当技術分野において公知の方法、たとえば凍結乾燥によって除去することができる。残存している材料を、水または他の適した水溶液を加えることによって再水和させる。このプロセスは、液相に様々な抗原を放出して、次にこれを当技術分野において一般的な任意の方法、たとえば遠心分離または他の相分離技術、および上清の収集によって採取することができる。加えて、液相に放出されない様々な抗原を、有機溶媒、酸、または塩基の適用などの抽出技術、再沈殿技術、物理的ホモジナイゼーションおよび／または分離、さらなる分画分散技術、または遠心分離した固形塊の成分を分画および単離するために当技術分野において公知の他の方法によって、残存している遠心分離された部分を処置することによって抽出されうる。
【００４５】
この方法によって、驚くべきおよび重要な結果が得られている。肺炎球菌の場合、クロロホルムによる殺菌調製物の可溶性分画は、可溶性分画が洗い流される調製物より100倍保護的であった。理論に拘束されたくはないが、クロロホルムまたは類似の溶媒による殺菌は、従来の殺菌技術（たとえば、熱、エタノール、ホルマリン）を用いる場合では同定されていない保護抗原を曝露しうる。重要なことに、このプロセスは、作業混合物中に抗原が保存されることにより、従来の技術より優れている可能性がある。たとえば、いくつかの抗原は、エタノール殺菌などの初期上清洗浄段階を必要とするプロセスの際に洗い流される可能性がある。同様に、熱殺菌などの温度に基づく技術は、いくつかの抗原の変性または凝集を誘導する可能性がある。さらに、ホルマリンなどの化学物質は、生物学的高分子のクロスリンクおよび凝集などの望ましくない特性を有する。本明細書における本方法は、一般的な溶媒、たとえば有機溶媒中で分画を維持し、このようにこれらの潜在的問題のいくつかを回避しうる。
【００４６】
重要なことに、この方法は、同定された分子の免疫原性の様式に基づいていない。それゆえ、方法は、タンパク質、炭水化物、脂質、核酸、または低分子を含む、免疫応答を誘発しうる任意のタイプの微生物学的分子の単離および同定を可能にする。当初の有機溶媒によって除去されないこれらのタイプの高分子のいずれも、新規抗原として役割を果たす潜在性を有する。この方法はまた、分子の正常な生物内での位置に対して寛容であり、それゆえ、外部型（たとえば、表面発現、分泌等）、内部型（たとえば、細胞質、オルガネラ会合等）、膜結合型、または莢膜型（病原体莢膜層に会合）である抗原の同定を可能にする。
【００４７】
加えて、この方法は、特異的病原体特徴に基づいておらず、それゆえ様々な病原体に対して広い応用性を有する。たとえば、本発明の方法は、細菌、ウイルス、真菌、および寄生虫からの新規抗原を同定するために用いられうる。本発明の抗原発見法の非制限的な例は、ブドウ球菌種（Staphylococci）（MRSAを含む）、連鎖球菌種（Streptococci）（A群およびB群を含む）、ブルセラ（Brucella）、腸球菌種（Enterococci）、リステリア（Listeria）、バチルス（Bacillus）（炭疽菌（anthrax）を含む）、コリネバクテリウム（Corynebacteria）、髄膜炎菌（Neisseria meningitidis）、淋菌（Neisseria gonorrheae）、モラクセラ（Moraxella）、分類可能型または分類不能型ヘモフィルス（Haemophilus）、分類不能型ヘモフィルス、緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）、およびその他、チフス菌（Salmonella typhi）、非チフス型サルモネラ（non-typhi Salmonella）、赤痢菌（Shigella）、エンテロバクター（Enterobacter）、シトロバクター（Citrobacter）、クレブシエラ（Klebsiella）、大腸菌、クロストリジウム（Clostridia）、バクテロイデス（Bacteroides）、クラミジア科（Chlamydiaceae）、マイコプラズマ（Mycoplasma）、レジオネラ（Legionella）、トレポネーマ（Treponemes）、ボレリア（Borrelia）、カンジダ（Candida）、または他の酵母もしくは他の真菌、プラスモディウム（Plasmodium）、アメーバ（Amoeba）、ヘルペスウイルス、サイトメガロウイルス、エプスタイン-バーウイルス、水痘-帯状疱疹ウイルス、インフルエンザ、アデノウイルス、エンテロウイルス、または出血性ウイルスを含む、病原性の細菌およびウイルスからの抗原を同定する段階を含む。
【００４８】
いくつかの態様において、本明細書において開示される方法は、ウイルス、細菌、寄生虫、および腫瘍関連抗原からの新規免疫原および抗原を同定するために用いることができる。いくつかの態様において、好ましいウイルス抗原は、細胞性免疫応答が望ましい任意のウイルス由来のタンパク質を含む。いくつかの態様において、本明細書において開示される方法は、HIV-1、HIV-2、肝炎ウイルス（B型およびC型肝炎を含む）、エボラウイルス、西ナイルウイルス、およびHSV-2などのヘルペスウイルスなどのウイルス由来の免疫原および抗原、またはたとえばチフス菌およびマイコバクテリア（ヒト型結核菌（M. tuberculosis）を含む）由来の細菌抗原を同定するために用いることができる。いくつかの態様において、本明細書において開示される方法は、プラスモディウム（熱帯熱マラリア原虫（P. falciparum）を含む）に由来する新規寄生虫免疫原および抗原を同定するために用いることができる。抗原はまた、たとえば病原性ペプチド、毒素、トキソイド、そのサブユニット、またはその混合物（たとえば、破傷風、ジフテリアトキソイド、コレラサブユニットB等）を含むことができる。
【００４９】
いくつかの態様において、本明細書において開示される方法は、病態、たとえば感染性の疾患もしくは病原体、または癌もしくは自己免疫疾患などの免疫疾患に関連する新規免疫原および抗原を同定するために用いることができる。
【００５０】
いくつかの態様において、本明細書において開示される方法は、弱毒化ウイルスが非生存または不活化ウイルスである、全ウイルスまたは弱毒化ウイルスに由来する新規免疫原および抗原を同定するために用いることができる。
【００５１】
Plotkin and Mortimer (1994)は、特定の病原体に対して特異的な免疫応答を誘導するために動物またはヒトにワクチン接種するために用いることができる抗原のみならず、抗原を調製する方法、抗原の適した用量を決定する方法、免疫応答の誘導をアッセイする方法、および病原体（たとえば、細菌、ウイルス、真菌、または寄生虫）による感染症を処置する方法を提供している。
【００５２】
本明細書において開示される方法において用いるための標的細菌には、炭疽菌、カンピロバクター、コレラ、ジフテリア、腸毒素性大腸菌、ジアルディア、淋菌、ヘリコバクター・ピロリ（Helicobacter pylori）（Lee and Chen, 1994）、B型インフルエンザ菌（Hemophilus influenza B）、分類不能型インフルエンザ菌（Hemophilus influenzanon- typable）、髄膜炎菌（meningococcus）、百日咳、肺炎球菌、サルモネラ、赤痢菌、B群連鎖球菌、A群連鎖球菌、破傷風、コレラ菌（Vibrio cholerae）、エルジニア（yersinia）、ブドウ球菌、シュードモナス種（Pseudomonas）、およびクロストリジウム種（Clostridia）が挙げられるがこれらに限定されるわけではない。
【００５３】
本明細書において開示される方法において用いられる標的ウイルスには、アデノウイルス、デングウイルス血清型1〜4（Delenda et al., 1994; Fonseca et al., 1994; Smucny et al., 1995）、エボラウイルス（Jahrling et al., 1996）、エンテロウイルス、肝炎ウイルス血清型A〜E（Blum, 1995; Katkov, 1996;.Lieberman and Greenberg, 1996; Mast, 1996; Shafara et al., 1995; Smedila et al., 1994；米国特許第5,314,808号および第5,436,126号）、単純ヘルペスウイルス1型または2型、ヒト免疫不全ウイルス（Deprez et al., 1996）、インフルエンザウイルス、日本ウマ脳炎ウイルス、麻疹ウイルス、ノーウォークウイルス、乳頭腫ウイルス、パルボウイルスB19、ポリオウイルス、狂犬病ウイルス、ロタウイルス、風疹ウイルス、麻疹ウイルス、ワクシニアウイルス、マラリア抗原などの他の抗原をコードする遺伝子を含有するワクシニア構築物、水痘ウイルス、および黄熱病ウイルスが挙げられるがこれらに限定されるわけではない。
【００５４】
本明細書において開示される方法において用いるための標的寄生虫には、赤痢アメーバ（Entamoeba histolytica）（Zhang et al., 1995）、プラスモディウム（Bathurst et al., 1993; Chang et al., 1989, 1992, 1994; Fries et al., 1992a, 1992b; Herrington et al., 1991 ; Khusmith et al., 1991 ; Malik et al., 1991 ; Migliorini et al., 1993; Pessi et al., 1991 ; Tam, 1988; Vreden et al., 1991; White et al., 1993; Wiesmueller et al., 1991）、リーシュマニア（Leishmania）（Frankenburg et al., 1996）、トキソプラズマ症、およびぜん虫（Helminths）が挙げられるがこれらに限定されるわけではない。
【００５５】
いくつかの態様において、本明細書において開示される方法は、抗体を介して保護を達成することができる生物兵器、たとえばリシンおよび炭疽菌において用いられる抗原および免疫原を同定するために用いることができる。
【００５６】
1つの態様において、本明細書において開示される方法は、細胞内病原体である抗原および免疫原を同定するために用いることができる。病原体は、宿主に損傷を引き起こすことができる微生物である。細胞内病原体は、細胞の内部への侵入経路を獲得して、宿主細胞内部で生存し、宿主および／または宿主細胞に損傷を与えることができる微生物である。たとえば、病原体は、宿主細胞による貪食および／またはエンドサイトーシスを受けうるが、その後、病原体はファゴソームまたはエンドソームから脱出する。次に、病原体は細胞内に常在して、抗体などの他の／次の宿主防御を回避して、増殖する。マクロファージによる貪食は、病原体に対する最前線の一次宿主防御機構である。病原体がファゴソームまたはエンドソームから脱出することができなければ、貪食されたまたは取り込まれた病原体は、ライソゾームに由来する酵素によって消化される。病原体タンパク質に由来する消化されたより小さいペプチドは、宿主細胞のMHC分子と複合体を形成して、宿主の免疫系をその特定の病原体に応答するよう刺激するために、宿主における他の免疫細胞に向けて細胞外に提示される。細胞内病原体には、ウイルス、ある種の細菌、およびある種の原虫が挙げられるがこれらに限定されるわけではない。それらは、広範囲のヒト疾患および病気、いくつか例を挙げれば、結核、らい、腸チフス、細菌性赤痢、ペスト、ブルセラ症、肺炎、チフス；ロッキーマウンテン斑点熱、クラミジア、トラコーマ、淋疾、リステリア症、猩紅熱／リウマチ熱、連鎖球菌咽頭炎、肝炎、AIDS、先天性ウイルス感染症、単核細胞症、バーキットリンパ腫および他のリンパ増殖疾患、単純ヘルペス、性器ヘルペス、性器いぼ、子宮頚癌、リーシュマニア症、マラリア、およびトリパノソーマ症を引き起こす。
【００５７】
1つの態様において、本明細書において開示される方法は、原核細胞病原体からの抗原および免疫原を同定するために用いることができ、たとえば原核細胞病原体は細菌である。1つの態様において、細胞内原核細胞病原体には、ヒト型結核菌、らい菌（Mycobacterium leprae）、リステリア菌（Listeria monocytogenes）、チフス菌（Salmonella typhi）、志賀赤痢菌（Shigella dysenteriae）、ペスト菌（Yersinia pestis）、ブルセラ（Brucella）種、レジオネラ・ニューモフィラ（Legionella pneumophila）、リケッチア（Rickettsiae）、クラミジア、ウェルシュ菌（Clostridium perfringens）、ボツリヌス菌（Clostridium botulinum）、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）、梅毒トレポネーマ（Treponema pallidum）、インフルエンザ菌、梅毒トレポネーマ、肺炎桿菌（Klebsiella pneumoniae）、緑膿菌、クリプトスポリジウム・パルブム（Cryptosporidium parvum）、肺炎連鎖球菌、百日咳菌（Bordetella pertussis）、および髄膜炎菌、ドノバンリーシュマニア（Leishmania donovanii）、プラスモディウム種、ニューモシスチス・カリニ（Pneumocystis carinii）、トリパノソーマ種、熱帯熱マラリア原虫、マラリアに至るプラスモジウムスポロゾイトが挙げられるがこれらに限定されるわけではない。
【００５８】
1つの態様において、本明細書において開示される方法は、ウイルス病原体からの抗原および免疫原を同定するために用いることができ、これにはたとえば1型単純ヘルペスウイルス、2型単純ヘルペスウイルス、HBV、サイトメガロウイルス、エプスタイン-バーウイルス、水痘-帯状疱疹ウイルス、ヒトヘルペスウイルス6型、ヒトヘルペスウイルス7型、ヒトヘルペスウイルス8型、天然痘ウイルス、水疱性口内炎ウイルス、A型肝炎ウイルス、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルス、D型肝炎ウイルス、E型肝炎ウイルス、ポリオウイルス、ライノウイルス、コロナウイルス、A型インフルエンザウイルス、B型インフルエンザウイルス、麻疹ウイルス、ポリオーマウイルス、ヒト乳頭腫ウイルス、RSウイルス、アデノウイルス、コクサッキーウイルス、デングウイルス、ムンプスウイルス、ポリオウイルス、狂犬病ウイルス、ラウス肉腫ウイルス、黄熱病ウイルス、エボラウイルス、マールブルグウイルス、ラッサ熱ウイルス、東部ウマ脳炎ウイルス、日本脳炎ウイルス、セントルイス脳炎ウイルス、マレー渓谷熱ウイルス、西ナイルウイルス、リフトバレー熱ウイルス、A群ロタウイルス、B群ロタウイルス、C群ロタウイルス、シンドビスウイルス、狂犬病ウイルス、1型ヒトT細胞白血病ウイルス、ハンタウイルス、風疹ウイルス、およびサル免疫不全ウイルスが挙げられるがこれらに限定されるわけではない。
【００５９】
1つの態様において、本明細書において開示される方法は、多くの腫瘍が、特定のタンパク質の発現および／またはあるタンパク質の過剰発現に関連していることから、腫瘍細胞からの抗原および免疫原を同定するために用いることができる。抗原が腫瘍抗原であるそのような態様において、組織試料、たとえば癌生検試料を溶媒に加えることができる。たとえば、前立腺癌は、前立腺特異的抗原（PSA）などのタンパク質レベルの上昇に関連している。乳癌は、Her-2、Muc-1、CEA等などのタンパク質の発現および／または過剰発現に関連しうる。このように、そのような悪性疾患の処置においてそのような抗原に対する免疫応答を生成しようとすることにかなりの注意が向けられている。腫瘍抗原を有する腫瘍は、以下が挙げられるがこれらに限定されない、T細胞応答の誘発の際に認識されるエピトープを含む：前立腺癌抗原（PSA、PSMA等などの）、乳癌抗原（HER2/neu、mini-MUC、MUC-1、HER2受容体、マンモグロブリン、ラビリンシン（labyrinthine）、SCP-1、NY-ESO-1、SSX-2、N-末端遮断可溶性サイトケラチン、43 kDヒト癌抗原、PRAT、TUAN、Lb抗原、癌胎児抗原、ポリアデニレートポリメラーゼ、p53、mdm-2、p21、CA15-3、オンコプロテイン18/スタスミンおよびヒト腺カリクレイン）、黒色腫抗原等。
【００６０】
本明細書において開示されるように、本発明の独自の方法は、肺炎球菌に対する新規T細胞抗原を同定している。したがって、本明細書において開示される方法は、B細胞応答に加えてT細胞を必要とする病原体における抗原発見にとって特に有用でありうる。それゆえ、本発明の病原体標的は、ブドウ球菌、トラコーマクラミジア、結核菌、単純ヘルペスウイルスなどのウイルス、およびその他を含む、T細胞、またはより具体的にTh17細胞活性を必要とすることが知られているまたは発見されている標的を含む。
【００６１】
新規分画の免疫原性を確認するために、液体分画を分取SDSゲルまたは他の方法によってサイズ分画または分離することができ、その後個々の分画を多様なアッセイにおいて免疫刺激に関して評価する。例示的なアッセイには、ELISAアッセイなどの抗体またはT細胞応答を直接測定するためのアッセイ、細胞ソーティング技法、中和アッセイ、または当技術分野において公知の他のアッセイが挙げられる。加えて、マーカーの産生、またはサイトカインなどの細胞タイプの分泌をモニターすることがおそらく有用である。例示的なアッセイには、免疫動物からのIL-17Aの誘発などのT細胞アッセイ、または免疫動物からの抗体が強く結合する分画を同定することができるIFN-γ、IL-4等などの他のサイトカインのモニタリングが挙げられる。次に、最も有望な分画を、たとえば質量分析または他の技術によってさらに評価して成分を同定してもよい。次に、タンパク質を、どれが免疫原性で保護的であるかを決定するために1つずつ評価することができる。本発明の分離単離法は、上記の免疫系のエンドポイントに柔軟にカップリングすることができることから、本発明の方法は、T細胞エフェクターサブタイプ、抗体応答、または他の適応免疫もしくは生得の免疫機構を含む多様な様式で免疫原性でありうる抗原を同定するために有用である。
【００６２】
この独自の方法は、新規肺炎球菌抗原を同定して、十分に研究された病原体から新規免疫原を発見するためのアプローチの有用性を証明する。
【００６３】
新規肺炎球菌抗原
肺炎球菌コロニー形成からの保護に関する1つの機構が、マウスにおけるコロニー形成および浸潤性疾患の双方に対して保護を与えるWCV候補物質について解明されている（Malley et al., 69 Infect. Immun. 4870-73 (2001); Malley et al., 74 Infect. Immun. 4290-92 (2004)）。WCVによる免疫後のコロニー形成に対する保護は、抗体非依存的であり、CD4+ T細胞に依存的である（Malley et al., 102 P.N.A.S. USA 102,4848-53 (2005) ; Trzcinski et al., 73 Infect. Immun. 7043-46 (2005)）。エフェクターT細胞は、CD4+ TH17細胞であり；抗IL-17A抗体によるIL-17Aの中和は、WCVによる保護を減損させて、IL-17A受容体ノックアウトマウスはWCVによって保護されない。対照的に、IFN-γまたはIL-4欠損マウス（それぞれ、TH1またはTH2応答からそれている）は完全に保護される（Lu et al., 4 PLoS Pathogens. el000159 (2008)）。WCVによって免疫したラットおよびマウスもまた、2つの肺炎モデルにおいて肺炎球菌敗血症に対して有意に保護される（Malley et al., 2001）。
【００６４】
上記のこの独自の連続的な方法により、本明細書において新規肺炎球菌T細胞抗原が同定されている。これらの抗原を、コレラ毒素アジュバントと共に粘膜ワクチンとして投与すると、全身性のIL17Aを誘発して、鼻内肺炎球菌コロニー形成を低減させるか、またはコロニー形成に対して保護する。より具体的に、SPN2070は完全に保護的であった。SPN0862およびSPN1534はいずれも、完全に保護的ではないが、コロニー形成を有意に低減させた。
【００６５】
免疫原性を改善し異なる投与経路を容易にするために、肺炎球菌タンパク質サブユニットワクチンにいくつかの抗原を含有させること、および／または、異なるもしくは新規のアジュバントと共に調合するか、または融合結合体（たとえば、ニューモリソイド（pneumolysoid）との融合体およびLu et al, Infection and Immunity, 2009において提唱される多糖類との結合体）などのワクチン骨格に組み入れることが実現可能である。したがって、少なくとも2個、または少なくとも約3個、または少なくとも約4個、または少なくとも約5個、または少なくとも約6個、または少なくとも約7個、または少なくとも約8個、または少なくとも約9個、または少なくとも約10個、または少なくとも約12個、または少なくとも約14個、または少なくとも約16個、または少なくとも約18個、または少なくとも約20個、または少なくとも約25個、または約2個から約26個の異なる抗原のあいだの任意の整数、または25個より多くの異なる抗原を含む組成物を、単独でまたはアジュバントと共に用いることができ、および／または多糖類などのワクチン骨格を用いることができる。
【００６６】
強い刺激能を有するいくつかの溶出物が、肺炎球菌に適用した方法から同定され、WCCを生じた。WCC上清の分離を表す収集した溶出物14個中、明確なタンパク質バンドを含有する9個の溶出物を刺激として用いた。より高いTh17細胞活性化誘発能を有するいくつかの溶出物が、明らかに出現した。これらの刺激のデータを図1に描写する。最も刺激性の高い溶出物（9および10などの）の主要なバンドを質量分析に供した。
【００６７】
質量分析により、各バンド（範囲13〜23）内で多数のタンパク質が同定されたが、隣接する溶出物において何らかの重なりを認めた。質量分析データの編集を用いて、表1に記載される刺激性WCC上清溶出物内に含有される40個を超えるタンパク質の表を作製した。ヒトとの相同性の欠如およびシークエンシングした肺炎球菌株22個全てとの保存などの臨床安全性規準に基づいて、このパネルを12個のタンパク質へと狭めた。次に、これらのタンパク質を大腸菌発現系において発現させて精製した。精製タンパク質のタンパク質ゲルは、1つのバンドを生じ（図2）、精製が成功していることを証明している。
【００６８】
（表1）質量分析によって同定された刺激性溶出物のタンパク質バンド中のタンパク質。複数のGI番号を有する肺炎球菌T細胞抗原が、複数の隣接するバンドにおいて同定された。ペプチドマッチの数は、試料内の所定のタンパク質に関する独自のペプチドマッチの数を意味する（＞2個のペプチドマッチが同定されれば、信頼できるタンパク質マッチを与える）。
2019070035.tif 000003
2019070035.tif 000004
2019070035.tif 000005
2019070035.tif 000006
【００６９】
次に、どの精製タンパク質がWCC免疫マウスの脾細胞から最高のIL-17A応答を誘発したかを決定することによって免疫原性精製タンパク質を同定し、このようにして動物免疫モデルへと進む抗原の優先順位を決定した。図3に示されるように、いくつかのタンパク質がこの規準を満たした（SPN2070（SEQ ID NO: 10；SEQ ID NO: 11）、SPN1534（SEQ ID NO: 28；SEQ ID NO: 29）、SPN0435（SEQ ID NO: 44）およびSPN0862（SEQ ID NO: 8；SEQ ID NO: 9））。自ら課した基準を満たさず、このように保護に関して試験しなかったが、SPN516（SEQ ID NO: 43）、SPN862（SEQ ID NO: 8および9）、SPN946（SEQ ID NO: 35）、SPN1297（SEQ ID NO: 20）、SPN1415（SEQ ID NO: 38）、SPN1458（SEQ ID NO: 33）、SPN1572（SEQ ID NO: 19）、およびSPN1733（SEQ ID NO: 35）もまた、免疫原性応答を誘発することができる新規肺炎球菌抗原として同定された。加えて、タンパク質SPN2092は最少の刺激能を示した；同じプロセスによって発現されて精製されたタンパク質として、このタンパク質は、免疫モデルにおける代表的な陰性対照となるであろう。
【００７０】
WCC免疫マウスの脾細胞からの最高のIL-17A応答を誘発した肺炎球菌抗原を同定するこの動物モデルはまた、少なくとも2つのタンパク質の混合物がコロニー形成から保護することを証明した。
【００７１】
たとえば、候補タンパク質を最初に、脾細胞刺激において最も刺激性が高い少なくとも3つの抗原を含む混合ワクチンを用いて評価した（図3）。免疫した動物の全血を全細胞抗原によって刺激すると、そのような抗原の混合物が「CHB」と呼ばれる抗原SPN0435（SEQ ID NO: 44）、SPN1534（SEQ ID NO: 28および29）、およびSPN 2070（SEQ ID NO: 10および11）を含むこの混合ワクチンの免疫原性は強力であった（図4Aを参照されたい）。WCV試験での広範囲の経験から、全細胞抗原によって刺激した全血中の免疫後のIL-17A値が＞250μg/mlであれば、コロニー形成からの保護と良好に相関することが示されている（Lu et al., 2008）。実際に混合ワクチンによって免疫した動物は、コロニー形成から完全に保護されて、混合ワクチンは、WCVと同程度に保護的であった（図4Bを参照されたい）。
【００７２】
加えて、表1に開示される個々の精製タンパク質肺炎球菌抗原もまた、コロニー形成モデルにおいて保護を提供した。これらの肺炎球菌抗原タンパク質の少なくとも3つの混合物が動物をコロニー形成から保護したことを示したことから、この保護能に最も貢献した個々のタンパク質の同定を探索した。混合物内に含有されるタンパク質の各々を用いて、それに加えて脾細胞アッセイにおいて刺激性である追加のタンパク質（SPN0862）を用いて、動物をコレラ毒素（CT）と共に1つのタンパク質を含むワクチンによって免疫した。図5に示されるように、SPN2070（SEQ ID NO: 10; SEQ ID NO: 11）は非常に保護的であり、本質的にWCVと同程度に保護的であった。加えて、SPN1534（SEQ ID NO: 28および29）およびSPN0862（SEQ ID NO: 8；SEQ ID NO: 9）は、コレラ毒素免疫対照と比較してコロニー形成の統計学的に有意な低減を与えた。SPN2092（SEQ ID NO: 37）によって免疫した動物は保護されず、免疫原性で保護的であるタンパク質のより大きいプールから選択されたそれらのタンパク質を同定および予測するために用いられる方法の有効性を確認した。
【００７３】
本明細書において記述される新規抗原、すなわちSPN2070（SEQ ID NO: 10；SEQ ID NO: 11）、SPN1534（SEQ ID NO: 28および29）、およびSPN0862（SEQ ID NO: 8；SEQ ID NO: 9）、およびSPN0435（SEQ ID NO: 44）は、方法の有用性を証明して、新規ワクチン候補物を提供する。SPN2070がワクチン抗原として用いられうることは既に報告されているが、このタンパク質がT細胞特異的応答を誘発できるか否かはまだ不明であった。加えて、SPN1534およびSPN0862、およびSPN0435などの残りのタンパク質のみならず、表1に記載される他のタンパク質は、これまで決して肺炎球菌ワクチンに関する可能性がある抗原として記述されていない。このように、本明細書において紹介した方法は、十分に研究された病原性細菌に近づいており、免疫細胞特異的抗原性応答を誘発することがこれまで不明であったタンパク質を同定することが可能となっている。
【００７４】
いくつかの態様において、ワクチンは、SEQ ID NO:10；SEQ ID NO:11の SPN2070抗原またはその一部もしくは断片を含むことができる。いくつかの態様において、ワクチンは、SPN1534およびSPN0862、または機能的断片もしくは一部、またはそれと実質的な同一性を有するタンパク質などの少なくとも2つの免疫原の混合物を含むことができる。いくつかの態様において、ワクチンは、SPN2070、SPN1534、およびSPN0862免疫原の任意の混合物または1つもしくは複数、または図7に開示されるように3つ全ての免疫原を共に含むことができる。いくつかの態様において、ワクチンは、SPN1534およびSPN0862などの少なくとも2つの免疫原、または機能的断片またはSPN1534およびSPN0862に対して実質的な同一性を有するタンパク質を単独で、または1つもしくは複数のアジュバントおよび／またはポリペプチド骨格などのワクチン骨格との混合物を含む。いくつかの態様において、ワクチンは、SPN2070、SPN1534およびSPN0862の任意の混合物または1つもしくは複数、または3つ全ての免疫原SPN2070、SPN1534およびSPN0862を共に、または機能的断片もしくはSPN2070、SPN1534およびSPN0862と実質的な同一性を有するタンパク質を、単独で、または1つもしくは複数のアジュバント（たとえば、図4Bに示されるように）と混合して、および／または多価ワクチンアプローチのためのワクチン骨格と混合して含むことができる。
【００７５】
いくつかの態様において、ワクチンは、表2に記載されるタンパク質の免疫原またはその機能的断片の1つまたは任意の混合物を、単独で、または多価ワクチンを産生するためにアジュバントおよび／またはワクチン骨格と混合して含むことができる。
【００７６】
表2は、肺炎球菌免疫原のアミノ酸配列同定子番号を記載する。
【００７７】
（表2）
2019070035.tif 000007
2019070035.tif 000008
【００７８】
いくつかの態様において、ワクチンは、表2に記載される配列の少なくとも1つの免疫原、あるいは機能的断片であるかまたは表1もしくは2に記載の免疫原と実質的な同一性を有する免疫原を含むことができる。
【００７９】
「相同性」、「同一性」、および「類似性」という用語は、2つのペプチドのあいだの、または2つの最適に整列させた核酸分子のあいだの配列類似性の程度を意味する。相同性および同一性は、それぞれ、比較目的のために整列させることができる各々の配列における位置を比較することによって決定することができる。たとえば、相同性および同一性は、BLAST、バージョン2.2.14などの標準的な相同性ソフトウェアをデフォルトの位置で用いることに基づく。比較される配列における同等の位置が同じ塩基またはアミノ酸によって占有されている場合、分子はその位置で同一である；同等の部位が類似の（たとえば保存的アミノ酸置換などの、たとえば立体および／または電子特性が類似である）アミノ酸残基によって占有される場合、分子はその位置で相同（類似）であると呼ぶことができる。相同性／類似性または同一性の百分率としての表記はそれぞれ、比較される配列によって共有される位置での類似または同一のアミノ酸の数の関数を意味する。「無関係」または「非相同」である配列は、40％未満の同一性を共有するが、好ましくは本明細書において開示される配列と25％未満の同一性を共有する。
【００８０】
本明細書において用いられる「実質的な同一性」という用語は、ポリヌクレオチドまたはアミノ酸配列の特徴を示し、ポリヌクレオチドまたはアミノ酸は、少なくとも18ヌクレオチド（アミノ酸6個）の位置の比較ウィンドウに対して、しばしば少なくとも24〜48ヌクレオチド（アミノ酸8〜16個）の位置のウィンドウに対して参照配列と比較して、少なくとも85％の配列同一性、好ましくは少なくとも90％から95％の配列同一性、より通常、少なくとも99％の配列同一性を有する配列を含み、配列同一性の百分率は、比較ウィンドウに対して参照配列の合計20％またはそれ未満となる欠失または付加を含むことができる配列と参照配列とを比較することによって計算される。参照配列は、より大きい配列のサブセットでありうる。ポリペプチドを記述する場合に用いられる「類似性」という用語は、1つのポリペプチドのアミノ酸配列および保存されたアミノ酸置換基を、第二のポリペプチドの配列と比較することによって決定される。
【００８１】
本明細書において用いられるように、「相同な」または「相同体」という用語は、互換的に用いられ、ポリヌクレオチドまたはポリペプチドを記述するために用いる場合、2つのポリヌクレオチドまたはポリペプチドまたはその指定された配列が、たとえばBLASTバージョン2.2.14をアラインメントに関するデフォルトパラメータ（本明細書を参照されたい）で用いて、適切なヌクレオチド挿入もしくは欠失またはアミノ酸挿入もしくは欠失を行って最適に整列させて比較した場合に、ヌクレオチドの少なくとも60％において、通常約75％から99％において、およびより好ましくはヌクレオチドの少なくとも約98から99％において同一であることを示す。本明細書において用いられる「相同体」または「相同な」という用語はまた、構造および／または機能に関する相同性を意味する。配列相同性に関して、配列は、それらが少なくとも60％、少なくとも70％、少なくとも80％、少なくとも90％、少なくとも95％同一、少なくとも97％同一、または少なくとも99％同一である場合に相同体である。本発明の遺伝子またはペプチドの相同体の決定は、当業者によって容易に確認することができる。
【００８２】
いくつかの場合において、細胞質よりむしろ「表面発現」される抗原に基づくワクチンを設計することが有利であろう。注釈をつけたゲノムはしばしば、他の同定されたタンパク質との相同性に基づいてタンパク質の位置を記述するが、異なる2つの生物からの相同なタンパク質は、双方において必ずしも同じ部位に位置しない（または同じ機能を有しない）可能性があることから、これは不完全であるか、またはしばしば不正確なアプローチでありうる。このように、タンパク質（表面対その他）の位置の決定に関する追加のツールは、非常に役立つ可能性があり、同様に本明細書において記述されるクロロホルム法において用いられうる。
【００８３】
本発明の方法の1つの態様は、関心対象のタンパク質「X」を同定する段階、次に生物からXをコードする遺伝子を除去する段階、次にその遺伝子を、モノクローナル抗体またはポリクローナル抗体によって容易に検出することができるXタンパク質のタグ付け型（たとえば、中でもHis、HA、OVAペプチドによるタグ付け）をコードする遺伝子と交換する段階を含む。遺伝子構築物を確認後、生物を生育させて、タグを認識する（蛍光体にも融合されている）抗体によって染色する。次に、フローサイトメトリーを用いて、生物の表面に抗体が付着しているか否かを評価し、抗体が付着していれば、抗原が表面に発現されていると推定することができる。磁気ビーズに付着した抗体を用いる類似の戦略も同様に用いることができる。たとえば肺炎球菌の場合、生物をその莢膜型または非莢膜型で評価することができる。抗原は表面に発現することができるが、莢膜下に隠れており、抗原を選択する目的の場合、表面に発現されてしかも莢膜があっても近づくことができる抗原を選択することが有利でありうる。
【００８４】
同定された免疫原性タンパク質またはその混合物を、多価または個々のワクチンで用いてもよく、これらを多くの剤形（筋肉内、皮下、粘膜、経皮）で投与することができる。たとえば、12個の肺炎球菌免疫原の混合または入れ替えは、コロニー形成対疾患に対してより有効でありうる。両方の特徴を有するいくつかの免疫原の混合物は、優れたワクチンを提供しうる。
【００８５】
免疫原性組成物は、アジュバントを含みうる。本明細書において示されるように、鼻内投与のためにコレラ毒素（CT）をアジュバントとして用いると、肺炎球菌のコロニー形成に対して保護された。ミョウバンは、皮下注射のための感情的な（affective）アジュバントである。アジュバントは典型的に、同時に投与される抗原に対する免疫学的応答を増強する不均一な物質群である。いくつかの例において、アジュバントは、必要とするワクチンがより少なくてすむように免疫応答を改善するためにワクチンに添加される。アジュバントは、抗原、すなわち特異的保護免疫応答を刺激する物質を、免疫系に接触させるように作用して、産生される免疫のタイプのみならず、免疫応答の質（大きさまたは期間）に影響を及ぼす。アジュバントはまた、ある抗原の毒性を減少させて、いくつかのワクチン成分に対して溶解性を提供することができる。抗原に対する免疫応答を増強するために今日用いられるほとんど全てのアジュバントが、粒子であるか、または抗原と共に粒子を形成する。"Vaccine Design- the subunit and adjuvant approach" (Ed: Powell & Newman, Plenum Press, 1995)という書籍において、ほとんど全ての公知のアジュバントがその免疫学的活性に関しておよびその化学的特徴の双方に関して記述されている。粒子を形成しないアジュバントのタイプは、免疫学的シグナル物質として作用して、通常の条件下で微粒子アジュバントシステムの投与後の免疫学的活性化の結果として免疫系によって形成される物質からなる物質群である。
【００８６】
ワクチンのためのアジュバントは当技術分野において周知である。適した追加のアジュバントには、フロイント完全アジュバント（CFA）、フロイント不完全アジュバント（IFA）、サポニン、水酸化アルミニウムなどの無機質ゲル、リゾレシチンなどの界面活性物質、プルロニックポリオール、ポリアニオン、ペプチド、油、または炭化水素エマルション、キーホールリンペットヘモシアニン、ジニトロフェノール、ならびにBCG（カルメットゲラン杆菌（bacille Calmette-Guerin））およびコリネバクテリウム・パルブム（Corynebacterium parvum））などのおそらく有用なヒトアジュバントが挙げられるがこれらに限定されるわけではない。アジュバントの選択は、ワクチン接種される動物対象に依存する。追加の例には、モノグリセリドおよび脂肪酸（たとえば、モノオレイン、オレイン酸、および大豆油の混合物）；無機塩、たとえば水酸化アルミニウムおよびリン酸アルミニウムまたはリン酸カルシウムゲル；油性エマルションおよび界面活性剤に基づく製剤、たとえばMF59（微小流動化洗浄剤安定化水中油型エマルション）、QS21（精製サポニン）、AS02 [SBAS2]（水中油型エマルション＋MPL＋QS-21）、Montanide ISA-51およびISA-720（安定化油中水型エマルション）；微粒子アジュバント、たとえばウィロゾーム（インフルエンザ血液凝集素を組み入れるユニラメラリポソーム小胞）、AS04（[SBAS4]MPLを有するAl塩）、ISCOMS（サポニンおよび脂質の構造複合体）、乳酸-グリコール酸コポリマー（PLG）；微生物誘導体（天然および合成）、たとえばモノホスホリルリピッドA（MPL）、Detox（MPL＋M.フレイ（M. Phlei）細胞壁骨格）、AGP[RC-529]（合成アシル化単糖類）、DC_Chol（リポソームへと自己構築することができるリポイド免疫刺激剤）、OM-174（リピッドA誘導体）、CpGモチーフ（免疫刺激CpGモチーフを含有する合成オリゴヌクレオチド）、改変LTおよびCT（非毒性アジュバント効果を提供する遺伝子改変細菌毒素）、内因性ヒト免疫調整剤、たとえばhGM-CSFまたはhIL-12（コードされるタンパク質またはプラスミドのいずれかとして投与することができるサイトカイン）、Immudaptin（C3dタンデムアレイ）、および金粒子などの不活性媒体が挙げられるがこれらに限定されるわけではない。より新しいアジュバントが、その全内容が参照により本明細書に組み入れられる、米国特許第6,890,540号、米国特許出願公開第20050244420号、およびPCT/SE97/01003において記述されている。アジュバントはまた、QS-21、Detox-PC、MPL-SE、MoGM-CSF、TiterMax-G、CRL-1005、GERBU、TERアミド、PSC97B、Adjumer、PG-026、GSK-I、GcMAF、B-アレチン、MPC-026、Adjuvax、CpG ODN、Betafectin、ミョウバン、およびMF59からなる群より選択することができる。
【００８７】
いくつかの態様において、薬学的に許容されるアジュバントなどの代替アジュバントを用いることができる。たとえば、油または炭化水素エマルションアジュバントは、ヒトのワクチン接種のために用いるべきではない。ヒトについて用いるために適したアジュバントの一例は、ミョウバン（アルミナゲル）である。表1に開示される免疫原を含むワクチンに添加されることが企図される一般的なアジュバントの詳細は、以下に考察される内容を含む。
【００８８】
フロイント完全アジュバント（CFA）：鉱油アジュバント；主に油である油中水型エマルションを用いる。何年ものあいだ、選択されるアジュバントはフロイント完全アジュバントであった。このアジュバントは、免疫原として強力ではあるが、しばしば膿瘍、肉芽腫、および組織脱落を生じるという有意な経歴も有している。これはパラフィン油、死滅マイコバクテリア、およびモノオレイン酸マンニドを含有する。パラフィン油は代謝されない；これは皮膚を通して（肉芽腫または膿瘍を介して）発現されるか、またはマクロファージによって貪食される。CFAに何度も曝露されると重度の過敏反応を引き起こすであろう。職員がCFAに偶発的に曝露されると、ツベルクリンに対する感作が起こりうる。
【００８９】
フロイント不完全アジュバント（IFA）：これも鉱油アジュバントである。CFAと類似の組成であるが、死滅マイコバクテリアを含有せず、そのため重度の反応を生じない。抗原-CFAによる初回注射後の追加免疫のために用いられる。抗原の免疫原性が強い場合、IFAを初回注射のために用いることができる。
【００９０】
Montanide ISA（Seppic社の不完全アジュバント）：鉱油アジュバント。主要な界面活性剤成分としてオレイン酸マンニドを用いる。抗体応答は一般的にIFAによる応答と類似である。Montanide ISAは弱い炎症応答を有しうる。
【００９１】
Ribiアジュバントシステム（RAS）：2％スクアレン中に解毒化エンドトキシンおよびマイコバクテリア細胞壁成分を含有する水中油型エマルション。用途に応じて多数の製剤が販売されている。CFAの代替である。CFAより粘度は低い。結果（力価）はしばしばCFAの結果と同等である。スクアレン油は、代謝可能である。RASの毒性反応の発生率は低い。
【００９２】
TiterMax：もう1つの油中水型エマルションであり、この調製物は、合成アジュバントおよび微粒子シリカを代謝可能な油であるスクアレンと混合する。コポリマーは、免疫調整剤成分である。抗原はコポリマーに結合して、高度に濃縮された型で免疫細胞に提示される。CFAより毒性は低い。TiterMaxは通常、CFAと同じ結果を生じる。
【００９３】
Syntexアジュバント製剤（SAF）：予め形成された水中油型エマルション。界面活性剤としてブロックコポリマーを用いる。ムラミルジペプチド誘導体は免疫刺激成分である。全て、代謝可能な油であるスクアレン中に存在する。SAFは、マウスにおいて液性応答をIgG2aに偏らせることができるが、CFAより毒性は低い。
【００９４】
アルミニウム塩アジュバント：ワクチン抗原送達のためのアジュバントとして最も頻繁に用いられる。一般的に、エマルションアジュバントより弱いアジュバント。アルミニウム塩アジュバントは、免疫原性が強い抗原と共に最もよく用いられるが、一般的に軽度の炎症反応が起こる。
【００９５】
ニトロセルロース吸着抗原：ニトロセルロースは基本的に不活性であり、ほとんど炎症応答を引き起こさない。ニトロセルロース濾紙がゆっくり分解することにより、抗原が持続的に放出される。CFAほど劇的な抗体応答を生じない。ニトロセルロース吸着抗原は、たとえば動物に免疫するために、ゲルバンドから回収できる抗原量がごく少量である場合に用いるには良好である。
【００９６】
封入または捕捉された抗原：抗原の経時的持続的放出を可能にし、持続的放出のための調製物では免疫刺激剤を有することもできる。封入または捕捉された抗原の調製は複雑である。
【００９７】
免疫刺激複合体（ISCOM）：抗原修飾サポニン／コレステロールミセル。排液リンパ節へと迅速に移動する安定な構造が形成される。細胞性および液性免疫応答の双方が達成される。低い毒性：ISCOMは有意な抗体応答を誘発することができる。Quil Aは一例であり、QS-21はもう1つの例である。
【００９８】
GerbuRアジュバント：亜鉛プロリンと共に免疫刺激剤を用いる水相アジュバント。GerbuRは、デポー効果を有さず、最小限の炎症効果を有する。GerbuRは高い力価を維持するために頻繁な追加免疫を必要とする。
【００９９】
もう1つの群のアジュバントは、サイトカインIL-12、IL-4、およびB7などの共刺激分子などの免疫刺激物質を含む。ICAMおよびLFAなどのアクセサリ分子を含む、免疫刺激効果を有する広範囲の分子が公知である。いくつかの態様において、初回免疫投与前にGM-CSFを患者に投与する。GM-CSFは、薬学的製剤においてウイルスベクターまたは単離されたタンパク質を用いて投与することができる。GM-CSF、ICAM、およびLFAなどのアジュバントの混合物を用いることができる。強い免疫応答は典型的に、感染疾患抗原に対して生成されるが、腫瘍関連抗原は典型的により弱い免疫応答を生じる。このように、上記のような免疫刺激剤は好ましくはそれらと共に用いられる。
【０１００】
現行の試験は、非近交系動物系統において免疫原性を評価して、吸入／敗血症モデルにおいて浸潤性疾患からの保護に関するこれらのタンパク質の効能を特徴付けする。いくつかの態様において、標的抗原に対するCMI応答を測定することによって、免疫原またはワクチン組成物のインビボでの免疫応答誘発能を試験することができる。CMIアッセイは当技術分野において公知であり、たとえば、その全内容が本発明において用いるために参照により本明細書に組み入れられる、米国特許出願公開第2005/0014205号、WO/1987/005400、米国特許第5,674,698号において記述され、IMMUNKNOW（登録商標）CYLEX免疫細胞機能アッセイ製品番号4400などのキットが市販されている。
【０１０１】
1つの態様において、本明細書において記述されるワクチン組成物は、薬学的に許容される担体を含む。もう1つの態様において、本明細書において記述されるワクチン組成物は、哺乳動物に投与するために調合される。適した製剤は、その各々が参照により本明細書に組み入れられる、Remington's Pharmaceutical Sciences, 16th and 18th Eds., Mack Publishing, Easton, Pa. (1980 and 1990)、およびIntroduction to Pharmaceutical Dosage Forms, 4th Edition, Lea & Febiger, Philadelphia (1985)において見いだされうる。
【０１０２】
1つの態様において、本明細書において記述されるワクチン組成物は、本来非毒性で非治療的である薬学的に許容される担体を含む。そのような担体の例には、イオン交換剤、アルミナ、ステアリン酸アルミニウム、レシチン、ヒト血清アルブミンなどの血清タンパク質、リン酸塩、グリシン、ソルビン酸、ソルビン酸カリウムなどの緩衝物質、飽和植物性脂肪酸の部分的グリセリド混合物、水、塩、硫酸プロタミン、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素カリウム、塩化ナトリウム、亜鉛塩などの電解質、コロイド状シリカ、トリケイ酸マグネシウム、ポリビニルピロリドン、セルロースに基づく物質、およびポリエチレングリコールが挙げられる。全ての投与に関して、従来のデポー剤形がふさわしく用いられる。そのような剤形には、たとえば、マイクロカプセル、ナノカプセル、リポソーム、硬膏、吸入剤形、点鼻スプレー、舌下錠、および徐放性調製物が挙げられる。徐放性組成物の例に関しては、米国特許第3,773,919号、第3,887,699号、EP 58,481A、EP 158,277A、カナダ国特許第1176565号；U. Sidman et al., Biopolymers 22:547 (1983)およびR. Langer et al., Chem. Tech. 12:98 (1982)を参照されたい。タンパク質は通常、患者1人あたり1回の適用あたり約0.1 mg/mlから100 mg/mlの濃度で調合されるであろう。
【０１０３】
1つの態様において、抗酸化剤、たとえばアスコルビン酸；低分子量（約10残基未満）ポリペプチド、たとえばポリアルギニン、またはトリペプチド；血清アルブミン、ゼラチン、または免疫グロブリンなどのタンパク質；ポリビニルピロリドンなどの親水性ポリマー；グリシン、グルタミン酸、アスパラギン酸またはアルギニンなどのアミノ酸；単糖類、二糖類、およびセルロースもしくはその誘導体、グルコース、マンノース、またはデキストリンを含む他の炭水化物；EDTAなどのキレート剤；ならびにマンニトールまたはソルビトールなどの糖アルコールを含む、他の成分をワクチン製剤に添加することができる。
【０１０４】
1つの態様において、本明細書において記述される投与するためのワクチン組成物は、無菌的でなければならない。無菌性は、滅菌濾過膜（たとえば0.2ミクロン膜）を通して濾過することによって容易に達成される。
【０１０５】
いくつかの態様において、本明細書において記述されるワクチン組成物は、生物学的適合性の油、生理食塩液、保存剤、炭水化物、タンパク質、アミノ酸、浸透圧制御物質、担体ガス、pH制御物質、有機溶媒、疎水性物質、酵素阻害剤、水吸収性ポリマー、界面活性剤、吸収促進剤、および抗酸化剤が挙げられるがこれらに限定されるわけではない薬学的賦形剤をさらに含む。炭水化物の代表的な例には、ヒドロプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシセルロースナトリウム、ヒアルロン酸、キトサン、アルギネート、グルコース、キシロース、ガラクトース、フルクトース、マルトース、サッカロース、デキストラン、コンドロイチン硫酸等などの可溶性の糖が挙げられる。タンパク質の代表的な例には、アルブミン、ゼラチン等が挙げられる。アミノ酸の代表的な例には、グリシン、アラニン、グルタミン酸、アルギニン、リジン、およびその塩が挙げられる。
【０１０６】
いくつかの態様において、本明細書において記述される免疫原は、水、メタノールなどの溶媒、または緩衝剤に可溶化することができる。適した緩衝剤には、Ca2+/Mg2+不含リン酸緩衝生理食塩液（PBS）、生理食塩液（150 mM NaCl水溶液）、およびTris緩衝液が挙げられるがこれらに限定されるわけではない。中性の緩衝液に溶解しない抗原は、10 mM酢酸に溶解した後、PBSなどの中性緩衝液によって所望の容積に希釈することができる。酸性pHに限って可溶性である抗原の場合、希酢酸中で可溶化した後、酸性pHの酢酸塩-PBSを希釈剤として用いてもよい。グリセロールは、本発明において用いるための適した非水性緩衝液でありうる。
【０１０７】
本明細書において開示される免疫原がそれ自身可溶性ではない場合、免疫原は、懸濁液でまたは凝集体としても製剤中に存在することができる。いくつかの態様において、疎水性抗原、たとえば膜貫通ドメインを含有するポリペプチドを、洗浄剤中で可溶化することができる。さらに、リポソームを含有する製剤の場合、洗浄剤溶液中の抗原（たとえば、細胞膜抽出物）を脂質と混合して、希釈、透析、またはカラムクロマトグラフィーによって洗浄剤を除去することによって、リポソームを形成してもよい。
【０１０８】
いくつかの態様において、ワクチン組成物は、たとえばγ-インターフェロン、サイトカイン、化学療法剤、または抗炎症剤もしくは抗ウイルス剤を含む他の治療成分と併用して投与される。
【０１０９】
いくつかの態様において、ワクチン組成物は、純粋型または実質的に純粋な型で投与されるが、薬学的組成物、製剤、または調製物として表されることが好ましい。そのような製剤は、本明細書において記述されるポリペプチドを、1つまたは複数の薬学的に許容される担体、および任意で他の治療成分と共に含む。他の治療成分には、抗原提示を増強する化合物、たとえばγインターフェロン、サイトカイン、化学療法剤、または抗炎症剤が挙げられる。製剤は、簡便に単位投与剤形で表すことができ、薬学技術分野において周知の方法によって調製されうる。たとえば、Plotkin and Mortimer（In 'Vaccines', 1994, W.B. Saunders Company; 2nd edition）は、特定の病原体に対して特異的な免疫応答を誘導するために動物またはヒトのワクチン接種のみならず、抗原を調製する、抗原の適した用量を決定する、および免疫応答の誘導に関してアッセイする方法を記述している。
【０１１０】
いくつかの態様において、本明細書において記述されるワクチン組成物はさらに、本明細書において記述されるアジュバントを含む。
【０１１１】
静脈内、筋肉内、鼻内、経口、皮下、または腹腔内投与にとって適したワクチン組成物の調合は、簡便に、好ましくはレシピエントの血液と等張である溶液と共に活性成分の滅菌水溶液を含む。そのような製剤は、塩化ナトリウム（たとえば、0.1〜2.0 M）、グリシン等などの生理的に適合性の物質を含有して生理的条件と適合性の緩衝pHを有する水中に、固体活性成分を溶解して水溶液を生じる段階、および溶液を無菌的にする段階によって、簡便に調製されうる。これらは、単位または多用量容器、たとえば密封アンプルまたはバイアル中に存在しうる。
【０１１２】
リポソーム懸濁液も同様に薬学的に許容される担体として用いることができる。これらは、当業者に公知の方法に従って、たとえば米国特許第4,522,811号に記述されるように、調製することができる。
【０１１３】
鼻内送達のための製剤は、その全内容が参照により本明細書に組み入れられる、米国特許第5,427,782号、第5,843,451号、および第6,398,774号に記述される。他の粘膜投与手段も同様に本明細書に包含される。
【０１１４】
本明細書において開示されるワクチン組成物の製剤はまた、安定化剤を組み入れることができる。例となる安定化剤は、ポリエチレングリコール、タンパク質、糖質、アミノ酸、無機酸、および有機酸であり、これらは単独または混合物のいずれかとして用いられうる。2つまたはそれより多くの安定化剤を、適当な濃度および／またはpHの水溶液中で用いてもよい。そのような水溶液中の特異的浸透圧は、一般的に0.1〜3.0浸透圧の範囲であり、好ましくは0.80〜1.2の範囲である。水溶液のpHは5.0〜9.0の範囲内、好ましくは6〜8の範囲内であるように調整される。
【０１１５】
経口調製物が望ましい場合、ワクチン組成物を、中でもラクトース、スクロース、デンプン、タルク、ステアリン酸マグネシウム、結晶セルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、グリセリン、アルギン酸ナトリウム、またはアラビアゴムなどの典型的な担体と混合することができる。
【０１１６】
肺炎球菌感染症に対して哺乳動物を免疫するまたはワクチン接種する方法は、本明細書において記述されるワクチン組成物を投与する段階を含む。
【０１１７】
いくつかの態様において、本明細書において記述されるワクチン組成物は、静脈内、鼻内、筋肉内、皮下、腹腔内、または経口投与することができる。好ましい投与経路は、鼻内または他の粘膜経路である。
【０１１８】
ワクチン接種は、従来の方法によって行うことができる。たとえば、表1に開示されるポリペプチドとしての免疫原を、食塩水または水などの適した希釈剤において、任意で完全または不完全アジュバントと共に用いることができる。ワクチンは、免疫応答を誘発するために適当な任意の経路で投与することができる。ワクチンは、免疫応答が誘発されるまで、1回または定期的な間隔で投与することができる。免疫応答は、抗体産生、細胞障害アッセイ、増殖アッセイ、およびサイトカイン放出アッセイが挙げられるがこれらに限定されるわけではない当業者に公知の多様な方法によって検出することができる。たとえば、免疫した哺乳動物から血液試料を採取して、ワクチン接種に用いられる免疫原タンパク質に対する抗体の存在をELISAによって分析して、これらの抗体の力価を当技術分野において公知の方法によって決定することができる。
【０１１９】
製剤に使用される正確な用量も同様に、投与経路に依存して、医師の判断および各患者の状況に応じて決定すべきである。たとえば、25μgから900μgの範囲の総免疫原タンパク質を、1ヶ月に1回3ヶ月間経皮投与することができる。
【０１２０】
最終的に主治医は、特定の個体に投与するためのタンパク質またはワクチン組成物の量を決定するであろう。
【０１２１】
または、そのようなタンパク質または免疫原混合物は診断において有用でありうる。
【実施例】
【０１２２】
実施例1．肺炎球菌免疫原
タンパク質の単離
WCC上清のゲル濾過を介してこれらのタンパク質を単離する最初の努力は、タンパク質の個別の十分な分離を生じなかった。最終的に、WCC上清を分取SDSゲルにおいて横方向に溶出することにより、タンパク質の分離が改善された。SDS緩衝液と共にWCC上清を、成形済みの4％〜12％Bis/Tris SDSゲルのウェル10個に-100μgタンパク質／レーンでロードして、MES-SDS緩衝液中で200 Vで30分間泳動させた。このゲルを2 mMリン酸緩衝液中で20分間平衡にして、新しい緩衝液で3回平衡にして、SDSを最小にした。平衡にしたゲルを、BioRad Mini Gel Eluter装置に適合する大きさに切断した。90 mAの電流を20分間適用することにより、タンパク質をゲルの厚みの中で横方向に溶出させた。溶出物をゲルの真下の溶出チャンバーの中に収集して、吸引装置によって採取した。この方法により14個の溶出物が得られ、溶出物あたり1つまたは2つのタンパク質バンドが得られた。各溶出物内のタンパク質を、銀染色を施したSDSゲルにおいて可視化した；各溶出物内のバンドは、溶出毎に再現可能であった；溶出物をさらに使用するために混合した。
【０１２３】
タンパク質の同定
溶出物を、WCCによって免疫したC57Bl/6マウスの脾細胞に対する刺激として用いて、どの溶出物がIL-17A産生を誘発することができるタンパク質を含有するかを決定した。マウス（n＝10）をWCCによって1週間離して鼻内に免疫した。2回目に免疫した3週間後、脾臓を採取してL-グルタミン/10％FCS/2ME/シプロを有するDMEM中での細胞懸濁液へと処理した。各溶出物内のタンパク質濃度を、定量的BCAアッセイによって決定して；溶出物を刺激として用いたが、各々の刺激を溶出物における最低濃度に標準化した。上清を6日後に採取して、IL-17Aに関してELISA（R&D Biosciences）によってアッセイした。次に、本発明者らは、最も刺激性の高い溶出物からの主要なバンドまたは複数のバンドを質量分析に供した。
【０１２４】
タンパク質の発現および精製
ヒトとの相同性の欠如およびシークエンシングされた肺炎球菌株との保存などの臨床安全性規準に基づいて、編集された質量分析データから抗原を選択した。
【０１２５】
選択された抗原（n＝12）を、6×ヒスチジン（his）タグを組み入れたpQE-30プラスミドベクターを用いて、発現のためにコンピテント大腸菌においてクローニングした。形質転換した大腸菌コロニーを関心対象タンパク質に関してシークエンシングした；クローニングに成功したタンパク質を含有する形質転換体を生育させて、IPTGを用いてタンパク質発現に関して誘導した。発現させるために終夜インキュベーション後、形質転換体を遠心沈降させて、沈降物を超音波処理によって溶解した。関心対象タンパク質を、His-タグに結合させるために、アガロースNiビーズを用いるカラムを通して溶解細胞上清から精製した；カラムを注意深く洗浄した後、タンパク質をイミダゾール緩衝液中に溶出した。タンパク質含有溶出物を細胞刺激アッセイにおいて用いる前に脱塩カラムを通してさらに精製した。
【０１２６】
精製タンパク質の免疫原性の評価
動物モデルにおいてワクチンを試験するために12個の精製タンパク質の優先順位をつけるために、各タンパク質の免疫原性を、どの溶出物が刺激性タンパク質を含有するかを同定するために用いた上記のアッセイと類似のように行った脾細胞刺激アッセイにおいて評価した。
【０１２７】
WCC免疫C57Bl/6動物10匹の別々のコホートからの脾細胞を、12個のタンパク質の各々10μg/mlによって刺激した。
【０１２８】
コロニー形成に対する精製タンパク質の保護能の評価
第一の免疫実験において、C57Bl/6マウス（n＝10匹/群）を最も刺激性のタンパク質3個（SPN0435、SPN1534、およびSPN2070）の混合物によって1週間離して2回鼻内に免疫した。混合ワクチンは、ワクチン1用量あたり各タンパク質4μgを含有した。ワクチンをコレラ毒素（CT）アジュバントと共に調製した。対照コホートをWCVおよびCTまたはCT単独によって免疫した。2回目の免疫後3週間目に、動物から採血した；全血を全細胞抗原によって刺激して、免疫原性を評価するために、上清中のIL-17Aを測定した。採血後1週間目に、生きた6B型肺炎球菌株を動物の鼻内にチャレンジした。チャレンジ後1週間目に、動物を屠殺して、鼻洗浄液を得て培養し、コロニー形成密度を評価した。
【０１２９】
次の免疫試験において、混合物内に含有される3つのタンパク質を、ワクチンとして個々に用いた（図6）。脾細胞刺激アッセイにおいてIL-17Aを誘発したもう1つのタンパク質（SPN0862）もまた試験した。いずれの細胞アッセイにおいても刺激性ではなかったタンパク質（SPN2092）によって免疫した動物の群を陰性対照として含めた。タンパク質は全て、個々のワクチンとして用いる前にいかなる混入物も除去するために、ゲル濾過によってさらに精製した。
【０１３０】
参考文献
本明細書において記述される全ての参考文献は、その全内容が参照により本明細書に組み入れられる。
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【配列表】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年2月15日(2019.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本願明細書に記載された発明。