(57)【要約】個体におけるミコバクテリア感染のための治療の効力を決定する方法であって、個体由来の試料において、ミコバクテリア抗原に特異的なT細胞のレベルが、治療後に減少したか否かを決定し、それにより治療の効力を決定することを含む方法を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
個体におけるミコバクテリア感染のための治療の効力を決定する方法であって、個体由来の試料において、ミコバクテリア抗原に特異的なT細胞のレベルが、治療後に減少したか否かを決定し、それにより治療の効力を決定することを含む、方法。
【請求項２】
T細胞がCD4 T細胞である、請求項1記載の方法。
【請求項３】
ミコバクテリア抗原がESAT-6またはCFP10である、請求項1または2記載の方法。
【請求項４】
治療前に採取された第一の試料および治療後に採取された第二の試料の中のT細胞のレベルを検出することを含む、請求項1〜3のいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
T細胞が、直接抽出されたエクスビボ細胞の形態で検出される、請求項1〜4のいずれか一項記載の方法。
【請求項６】
T細胞のレベルが、試料の細胞を（i）完全ミコバクテリア・タンパク質、または（ii）ミコバクテリア・タンパク質の断片であるペプチド、または（iii）（i）もしくは（ii）を認識するT細胞受容体により認識される（i）もしくは（ii）の類似体と接触させること、および（i）、（ii）、または（iii）を認識するT細胞の数を測定することにより検出される、請求項1〜5のいずれか一項記載の方法。
【請求項７】
測定が、ペプチドまたは類似体の認識時にT細胞により分泌されるサイトカインの検出により実施される、請求項6記載の方法。
【請求項８】
サイトカインがTFN-γである、請求項7記載の方法。
【請求項９】
サイトカインが、サイトカインをサイトカインに特異的な固定化抗体と結合させ、次いで、抗体／サイトカイン複合体の存在を検出することにより検出される、請求項7または8記載の方法。
【請求項１０】
ミコバクテリア感染が、M.ツベルクローシス感染またはM.ボビス感染である、請求項1〜9のいずれか一項記載の方法。
【請求項１１】
治療後、減少したCD4 T細胞のレベルが、ある期間、残存するか否かを決定し、それを個体が潜伏感染を有していることの指標とすることを含む、請求項1〜10のいずれか一項記載の方法。
【請求項１２】
請求項1〜11のいずれか一項に定義されたような方法を使用して、ある治療用物質を使用した治療が低い効力を有していることが見出された個体の治療のための医薬品の製造における、治療用物質とは異なるミコバクテリア感染を予防または治療する薬剤の使用。
【請求項１３】
個体における潜伏感染の存在を決定する方法であって、個体由来の試料において、ミコバクテリア抗原に特異的なT細胞の存在を決定することを含む、方法。
【請求項１４】
T細胞がCD4 T細胞である、請求項13記載の方法。
【請求項１５】
ミコバクテリア抗原がESAT-6またはCFP10である、請求項13または14記載の方法。
【請求項１６】
T細胞が、請求項5〜9のいずれか一項に定義されたような様式で検出される、請求項13〜15のいずれか一項記載の方法。
【請求項１７】
請求項13〜16のいずれか一項に定義されたような方法を使用して、潜伏感染を有していることが見出された個体の治療のための医薬品の製造におけるミコバクテリア感染を予防または治療する薬剤の使用。
【請求項１８】
個体におけるミコバクテリア感染に対する介入の効果を決定する方法であって、個体由来の試料の中の請求項1〜3のいずれか一項に定義されたようなT細胞のレベルに対する効果を測定し、それにより介入の効果を決定すること含む、方法。
【請求項１９】
ミコバクテリアに感染した個体を治療する方法であって、請求項1〜11のいずれか一項に定義されたような方法を使用して、ある治療用物質を使用した治療が低い効力を有していることが見出された個体へ、治療用物質とは異なるミコバクテリア感染を予防または治療する薬剤を投与することを含む、方法。
【請求項２０】
ミコバクテリアに感染した個体を治療する方法であって、請求項13〜16のいずれか一項に定義されたような方法を使用して、潜伏感染を有していることが見出された個体へ、ミコバクテリア感染を予防または治療する薬剤を投与することを含む、方法。
【請求項２１】
T細胞のレベルの検出不可能なレベルへの減少を、ミコバクテリアによる感染の根絶の指標とする、請求項1〜20のいずれか一項記載の方法。
【請求項２２】
T細胞の再出現を、ミコバクテリアによる再感染の指標とする、請求項21記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミコバクテリア感染の進行をモニタリングする方法、および潜伏ミコバクテリア感染を検出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
潜伏感染を有する健康な個体においては、桿菌が生存し続けているか否かをモニタリングする手段が存在しない。潜伏M.ツベルクローシス感染に関する既存の試験は、ツベルクリン皮膚試験（TST）であり、これは、M.ツベルクローシス桿菌が適切な予防的薬物治療、例えばイソニアジド予防療法（IPT）により死滅した後ですら、陽性であり続ける。
【０００３】
治療を受けている活動性結核を有する患者においては、インビボの桿菌負担の優れた代理マーカーが存在しない。痰中に喀出された桿菌、およびその他の疾患部位（例えば、胸膜液または脳脊髄液）より単離された桿菌は、細胞外の桿菌を表す。（顕微鏡検により測定されても、培養により測定されても、PCRにより測定されても、またはファージに基づくアッセイ法により測定されても）桿菌は、有効な療法により、（疾患部位由来の）臨床検体から徐々に消失するが、これらの尺度は、（a）全身桿菌負担の優れた尺度ではなく、そして（b）疾患部位の細胞外桿菌が検出不可能となった後、残存している細胞内細菌負担に関する情報を何ら与えない。
【０００４】
従来の免疫学的アッセイ法は、感染の進行の有用な代理マーカーを提供しない。抗体応答は、十分に動的でなく、治療を終了した後に長期にわたり陽性であり続ける。現在使用されている全ての細胞免疫学的アッセイ法が、活動性TB自体の充分に理解されていない非特異的な免疫抑制効果のため、実際、治療により上昇する。
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、エクスビボ・インターフェロン-γELISPOTアッセイ法により、ESAT-6特異的T細胞のエクスビボ存在量を連続的に測定することにより、M.ツベルクローシス感染の進行をモニタリングする手段である。活動性結核を有する患者または潜伏感染を有する健康な接触者が、有効な抗結核薬物治療を受けた場合、インビボの細菌負荷は進行的に減少する。6〜9ヶ月の治療の後には、（外因性の再感染を獲得しない限り）これらの個体が結核を再発することは極めて稀であるため、個体の大多数（＞95％）において、残存細胞内桿菌は全て死滅していると信じられている。抗結核薬物治療中の活動性結核を有する患者または潜伏M.ツベルクローシス感染を有する健康な接触者の縦断的な追跡は、エクスビボで測定されたESAT-6特異的T細胞の存在量が、他の細胞免疫応答とは異なり、実際、療法の期間長が増すにつれ進行的に低下することを示している。療法の完了後、エクスビボで測定されたESAT-6特異的T細胞は、大部分の例において検出不可能である（これは、ミコバクテリア感染が介入により根絶されたか否かを決定する手段を与える可能性がある）。比較すると、多剤耐性TBのため第二および第三の系列の抗生物質を受けている患者におけるESAT-6特異的T細胞の減衰動力学は、より遅く、痰の培養陰性への変換の遅延と相関していた（そして、多剤耐性TBを有する患者は、はるかに遅い臨床的および細菌学的な改善を有している）。
【０００６】
細菌負荷を数桁縮小させる有効な化学療法によるESAT-6特異的T細胞の低下は、特定の個体において、エクスビボELISPOTにより計数されるようなESAT-6特異的T細胞の存在量が、抗原負荷と関係していることを示唆している。病原体のインビボ負担および対応する抗原負荷が測定可能である生物学的な系においては、エクスビボで計数された抗原特異的T細胞の存在量が、抗原負荷と相関しており、そして部分的には抗原負荷により推進（driven）されることが認識されている。TBにおける細菌または抗原の負荷の定量的な絶対的な尺度は存在しないが、それらは直接かつ密接に相互に関係しているに違いなく、従って、ESAT-6特異的T細胞のエクスビボ定量は、個体におけるM.ツベルクローシス細菌負荷の変化を縦断的に追跡するための手段を与える。
【０００７】
従って、本発明は、ESAT-6特異的T細胞の直接エクスビボ定量による、経時的なM.ツベルクローシス感染の進行のモニタリングを包含する。現在までに作製されたデータは、全て、エクスビボELISPOTアッセイ法の使用に基づいているが、抗原特異的T細胞のエクスビボ計数のためのその他の方法が、さらに、または別法として使用されてもよい（例えば、MHC四量体-ペプチド複合体、細胞内サイトカイン染色）。
【０００８】
従って、本発明者らは、ミコバクテリア感染を有する患者に有効な治療が投与された後、エクスビボで直接計数されたミコバクテリア抗原特異的T細胞のレベルの減少が存在することを見出した。ミコバクテリア感染の治療後の、ミコバクテリア抗原に特異的なT細胞のレベルの減少が見い出されたのは、これが最初である。
【０００９】
従って、本発明は、エクスビボのミコバクテリア抗原特異的T細胞の存在量を連続的に測定することにより、ミコバクテリア感染の進行をモニタリングする手段を提供する。
【００１０】
本発明者らは、潜伏ミコバクテリア感染を有する個体が、検出可能なレベルの、ミコバクテリア抗原に特異的なT細胞を有していることも見出した。従って、これらのT細胞の検出は、潜伏感染を診断するために使用され得る。
【００１１】
従って、本発明は、個体由来の試料において、ミコバクテリア抗原に特異的なT細胞のレベルが、治療後に減少したか否かを決定し、それにより治療の効力を決定することを含む、個体におけるミコバクテリア感染のための治療の効力を決定する方法を提供する。
【００１２】
本発明は、個体由来の試料において、ミコバクテリア抗原に特異的なT細胞の存在を決定することを含む、個体における潜伏感染の存在を決定する方法も提供する。
【００１３】
本発明は、さらに、個体由来の試料中のT細胞のレベルに対する効果を測定し、それにより介入の効果を決定することを含む、個体におけるミコバクテリア感染に対する介入の効果を決定する方法を提供する。
【００１４】
T細胞の検出の方法は、好ましくは、直接エクスビボ計数である。T細胞は、典型的には、ESAT-6またはCFP10に特異的なものであるが、その他のミコバクテリア抗原に特異的なものであってもよい。
【００１５】
発明の詳細な説明
本発明は、個体において、ミコバクテリア感染のための特定の治療または介入の効力を測定するために使用され得る方法を提供する。本法においては、特定のT細胞のレベルに対する治療の効果が検出される。本発明は、T細胞の存在を検出することにより、潜伏ミコバクテリア感染を診断する方法も提供する。本発明は、ミコバクテリア感染に対する介入の効果を決定する方法も提供する。本明細書において、文脈がそうでないことを要求しない限り、「方法」という用語は、これらの異なる方法のうちのいずれかをさす。
【００１６】
介入は、自然のものであってもよいし、または人工的なものであってもよく、意図的なものであってもよいし、または意図的ではないものであってもよく、例えば、HIV感染またはB型肝炎感染のようなもう一つの疾患による感染によるものであってもよい。
【００１７】
方法は、一般的には、自然または人為的にミコバクテリアに感染し得るヒトまたは動物、典型的には動物である個体に由来する試料に対して実施される。従って、個体は、霊長類、ウシ、ヒツジ、ブタ、アナグマ、またはげっ歯類、例えばマウスもしくはラットのような哺乳動物であり得る。個体は、典型的には、活動性もしくは潜伏性のミコバクテリア感染を有しているか、そのような感染を最近有していたか、または潜伏ミコバクテリア感染を有していると推測されるものである。個体は、マントー試験において陽性と判定されたものであってもよいし、または陰性と判定されたものであってもよい。個体は、典型的には社会経済的理由のため、ミコバクテリア感染のリスクを有しているものであってもよいし、またはミコバクテリア感染に対する遺伝性もしくは後天性の素因を有しているものであってもよい。個体は、健康であってもよいし、またはミコバクテリア感染の症状を有していてもよい。
【００１８】
個体は、一般的には、ミコバクテリアに感染しているか、または感染していると推測されるものである。ミコバクテリアは、典型的には、ESAT-6またはCFP10を発現するものであり、M.ツベルクローシスであり得る。ミコバクテリアは、M.マリナム（marinum）またはM.カンサシー（kansasii）であってもよい。臨床的症状のパターンが、これら二つの生物とM.ツベルクローシスとを区別するために使用され得る。ミコバクテリアは、（ヒトに感染し得る）M.ボビス（bovis）であってもよい。
【００１９】
治療の効力を決定する方法においては、ミコバクテリア抗原に特異的なT細胞のレベルの変化が、個体由来の試料の中のそのようなT細胞のレベルを測定することにより決定される。T細胞のレベルの変化を決定するためには、治療が投与された後に採取された試料（本明細書において、「後試料」と呼ぶ）の中のT細胞のレベルが、同患者から以前に採取された参照試料と比較される。
【００２０】
典型的には、参照試料は、治療もしくは介入が投与される前、またはそれが効果を有する前、例えば投与される治療の1時間または2時間以内に、患者から採取される。後試料は、典型的には、治療投与の6ヶ月以内、例えば投与の1ヶ月または2週間以内に採取される。介入の効果を検出する方法においては、試料は、介入後の前記の時点のいずれかにおいて採取され得る。
【００２１】
効力が決定される治療は、典型的には、新しいかまたは古い治療である。治療は、ビタミン（例えば、ビタミンD）、鉱物、または植物由来生成物のような天然の薬剤であってもよい。治療は、予防的または治療的なワクチンであってもよい。治療は、典型的には、イソニアジド、リファンピシン、エタンブトール、ピラジンアミド、またはストレプトマイシンである。
【００２２】
特定の治療が低い効力を有していることが見出された場合、即ち、治療がT細胞のレベルの実質的な減少を引き起こさない場合には、異なる治療が個体に投与され得る。T細胞のレベルの減少は、治療が成功した場合の減少と比較され得る。一つの態様において、低い効力を有している治療は、1週当たり5％未満（例えば、1％未満）の速度で、T細胞のレベルの減少を引き起こすと考えられる。
【００２３】
第一の治療が低い効力を有している場合（例えば、桿菌が第一の系列の薬物に対して耐性である場合）、典型的に投与される異なる治療は、パラアミノサリチル酸、カナマイシン、カプレオマイシン、エチオナミド、シクロセリン、チアセタゾン、またはフルオロキノロン（例えば、シプロフロキサシン）であり得る。
【００２４】
ある種の個体においては、T細胞レベルは、治療後に減少し、次いで、例えば少なくとも2ヶ月の期間にわたり、実質的に一定のレベルで検出可能であり続ける場合がある。T細胞のレベルが上昇するかもしれないミコバクテリアへの再曝露が起こらない限り、これは、活動性のものから潜伏性のものへの感染の変化を示す可能性がある。
【００２５】
典型的には、潜伏ミコバクテリア感染の存在を決定する方法においては、末梢血単核細胞（PBMC）100万個当たり少なくとも20個というESAT-6またはCFP-10に特異的なT細胞の存在量の検出を、潜伏感染の存在の指標とすることができる。これらの細胞の存在量は、未治療の潜伏感染を有する個体においては、比較的一定であり続けると予想されると思われる。
【００２６】
方法において検出されるT細胞は、ミコバクテリア・タンパク質抗原を認識するものである。従って、T細胞は、そのタンパク質に由来するペプチドに特異的である／それと結合するものと考えられる、即ち、タンパク質の特定の断片（またはエピトープ）に特異的である／それと結合するものと考えられる。典型的には、T細胞は、ESAT-6またはCFP-10に由来するペプチドに特異的なものである。T細胞は、CD4 T細胞またはCD8 T細胞であり得る。T細胞は、ミコバクテリア・タンパク質に対しインビボで予め感作されており、PBMC 106個当たり1個〜103個当たり1個の存在量で、ミコバクテリアの曝露を受けた個体の末梢血中に存在し得る。
【００２７】
好ましい態様において、T細胞のレベルまたは存在は、試料の細胞を、（i）完全ミコバクテリア・タンパク質、または（ii）ミコバクテリア・タンパク質の断片であるペプチド、または（iii）（i）もしくは（ii）を認識するT細胞受容体により認識される（i）もしくは（ii）の類似体と接触させることにより検出される。従って、認識されるペプチド配列は、ESAT-6またはCFP-10の断片であり得る。
【００２８】
認識される配列は、少なくとも8アミノ酸長、典型的には少なくとも12アミノ酸長、15アミノ酸長、20アミノ酸長、またはそれ以上である。
【００２９】
従って、方法において使用されるペプチドは、典型的には、前述のESAT-6またはCFP-10の断片と同じ配列を有するかまたは含むペプチド、例えば融合タンパク質である。ペプチドは、典型的には、少なくとも8アミノ酸、10アミノ酸、15アミノ酸、20アミノ酸、またはそれ以上の長さを有し、典型的には、100アミノ酸未満、例えば80アミノ酸未満または60アミノ酸未満の長さを有している。
【００３０】
T細胞がペプチドを認識するか否かの決定は、一般的には、ペプチドの存在下でのT細胞の状態の変化を検出することにより、またはT細胞がペプチドと結合するか否かを決定することにより、なされる。状態の変化は、一般的には、T細胞受容体がペプチドと結合した後、T細胞の抗原特異的な機能的活性により引き起こされる。一般的には、T細胞受容体と結合する際、ペプチドは、典型的には抗原提示細胞（APC）の表面上に存在するMHCクラスIまたはII分子と結合している。
【００３１】
T細胞の状態の変化は、サイトカイン、特にIFN-γ、IL-2、またはTNF-αのような物質のT細胞からの分泌の開始または増加であり得る。例えば、細胞内染色技術、典型的には細胞内サイトカイン染色（例えば、本明細書において言及されたサイトカインのうちのいずれかに関するもの）を使用することにより、細胞内変化が検出されてもよい。そのよう染色の後、染色は、細胞分取技術、例えばFACS技術を使用して、検出され得る。
【００３２】
IFN-γ分泌の決定は、特に好ましい。この物質は、典型的には、それが特異的結合剤と結合することを可能にし、次いで、特異的結合剤／物質複合体の存在を測定することにより、検出され得る。特異的結合剤は、典型的には、ポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体のような抗体である。サイトカインに対する抗体は商業的に入手可能であるか、または標準的な技術を使用して作成され得る。
【００３３】
典型的には、特異的結合剤は、固体支持体上に固定化される。一つの態様において、これは、薬剤との結合の後、物質が、それを分泌したT細胞の近傍に残留すると考えられるため、応答T細胞の実際の数が決定されることを可能にする。従って、物質／薬剤複合体の「スポット」（各スポットは、物質を分泌しているT細胞を表す）が、支持体上に形成され得る。スポットの定量（および、典型的には、対照との比較）は、ペプチドの認識の決定を可能にする。
【００３４】
物質を結合させた後、固体支持体は、選択的に、薬剤と特異的に結合していない材料を除去するために洗浄され得る。薬剤／物質複合体は、複合体と結合すると考えられる第二の結合剤を使用することにより検出され得る。典型的には、第二の薬剤は、第一の薬剤と結合する部位とは異なる部位で物質と結合する。第二の薬剤は、好ましくは、抗体であり、検出可能標識により直接的または間接的に標識される。
【００３５】
従って、第二の薬剤は、典型的には検出可能標識により直接的または間接的に標識された第三の薬剤により検出され得る。例えば、第二の薬剤は、ストレプトアビジン部分を含み、かつ典型的には検出可能標識としてアルカリホスファターゼを含む第三の薬剤による検出を可能にするビオチン部分を含み得る。
【００３６】
一つの態様において、使用される検出系は、国際公開広報第98/23960号に記載されたエクスビボELISPOTアッセイ法である。そのアッセイ法においては、T細胞から分泌されたIFN-γが、固体支持体上に固定化された第一のIFN-γ特異的抗体と結合する。次いで、結合したIFN-γが、検出可能標識で標識された第二のIFN-γ特異的抗体を使用して検出される。そのような標識された抗体は、MABTECH（Stockholm、Sweden）より入手され得る。使用され得るその他の検出可能標識は、後述される。
【００３７】
一般的には、方法において接触させられるT細胞は、個体の血液試料から採取されるが、T細胞を含有しているその他の型の生体試料も使用され得る。試料は、アッセイ法に直接添加されてもよいし、または最初に処理されてもよい。典型的には、処理は、例えば水または緩衝液による試料の希釈を含み得る。典型的には、試料は、1.5〜100倍、例えば2〜50倍または5〜10倍に希釈される。
【００３８】
処理は、試料の成分の分離を含み得る。典型的には、単核細胞（MC）が、試料から分離される。MCは、T細胞およびAPCを含むと考えられる。従って、方法において、分離されたMCの中に存在するAPCは、T細胞にペプチドを提示することができる。もう一つの態様において、T細胞のみ、例えばCD4 T細胞のみが、試料から精製されてもよい。PBMC、MC、およびT細胞は、Lalvaniら（1997）J.Exp.Med 186、859〜865頁に記載されたもののような、当技術分野において既知の技術を使用して、試料から分離され得る。
【００３９】
好ましくは、検出されるT細胞は、未処理の試料または希釈された試料の形態で存在する。T細胞は、好ましくは、エクスビボで直接、方法において使用される、即ち方法において使用される前に培養されない。T細胞は、典型的には、新鮮に単離されたT細胞（例えば、新鮮に単離されたMCまたはPBMCの形態で存在するもの）である。
【００４０】
方法において典型的に存在するAPCは、T細胞と同じ個体に由来してもよいし、または異なる個体に由来してもよい。APCは、天然に存在するAPCであってもよいし、または人工のAPCであってもよい。APCとは、T細胞にペプチドを提示することができる細胞である。それは、典型的には、B細胞、樹状細胞、またはマクロファージである。それは、典型的には、T細胞と同じ試料から分離され、典型的にはT細胞と共精製される。従って、APCは、MCまたはPBMCの中に存在してもよい。APCは、典型的には、新鮮に単離されたエクスビボ細胞または培養細胞である。それは、短期細胞系または不死化細胞系のような細胞系の形態で存在してもよい。APCは、その表面上に空のMHCクラスII分子を発現していてもよい。
【００４１】
方法においては、1個またはそれ以上のペプチド（典型的には、少なくとも2個、5個、10個、またはそれ以上の異なるペプチド）が使用されてもよい。従って、T細胞は、試験すべき全てのペプチド（即ち、ペプチドのプール）を含むアッセイ法に置かれ得る。または、T細胞を分割し、各々が試験すべきペプチドのうちのいくつかを含有している別々のアッセイ法に置くこともできる。
【００４２】
一つの態様において、ペプチド自体が、T細胞およびAPCを含むアッセイ法に直接添加される。前述のように、そのようなアッセイ法におけるT細胞およびAPCは、MCの形態で存在してもよい。APCによる提示の必要なしにT細胞により認識され得るペプチドが使用される場合には、APCは必要でない。MHC分子と結合した最初のペプチドを含むかまたは模倣する類似体が、そのようなペプチドの例である。
【００４３】
一つの態様において、ペプチドは、T細胞の非存在下でAPCへと供給される。次いで、典型的には、表面上にペプチドを提示させた後に、APCがT細胞へと供給される。ペプチドは、APCの内部に取り込まれ、提示されていてもよいし、またはAPCの内部に進入することなく、単に表面へと取り込まれていてもよい。
【００４４】
ペプチドがT細胞と接触させられる期間長は、ペプチドの認識を決定するために使用される方法に依って変動すると考えられる。典型的には105〜107個、好ましくは5×105〜106個のPBMCが、各アッセイ法に添加される。ペプチドがアッセイ法へと直接添加される場合、その濃度は、一般的には10-1〜103μg/ml、好ましくは0.5〜50μg/mlまたは1〜10μg/mlである。
【００４５】
典型的には、T細胞がペプチドと共にインキュベートされる時間の長さは、4〜24時間、好ましくは6〜16時間である。エクスビボのPBMCを使用する場合には、0.3×106個のPBMCが、37℃で12時間、10μg/mlのペプチドでインキュベートされ得ることが見出された。
【００４６】
方法において、（1個以上の）ペプチドの代わりに、ペプチドを認識するT細胞受容体により認識される類似体が使用されてもよい。従って、一般的に、類似体が、等価な該ペプチドの存在下で、典型的には、さらにAPCの存在下で、T細胞へと添加された場合、類似体は、等価なペプチドの認識を阻害する。類似体の該T細胞受容体との結合は、標準的な技術により試験され得る。例えば、T細胞受容体が、（例えば、前述の認識アッセイ法の検出のうちのいずれかを使用して）ペプチドを認識することが示されたT細胞から単離され得る。次いで、類似体の、類似体と結合する物質、例えば類似体に対する抗体との結合をT細胞受容体が阻害するか否かを決定することにより、類似体のT細胞受容体との結合の証明が示され得る。典型的には、類似体は、そのような結合阻害アッセイ法において、MHCクラスII分子に結合している。
【００４７】
典型的には、類似体は、ペプチドのT細胞受容体との結合を阻害する。この場合、類似体の存在下で、T細胞受容体と結合することができるペプチドの量は、減少する。これは、類似体が、T細胞受容体と結合することができ、従ってT細胞受容体との結合に関してペプチドと競合するためである。
【００４８】
前記の結合実験において使用するためのT細胞は、ミコバクテリア感染を有する患者から単離され得る。
【００４９】
類似体のその他の結合特徴も、ペプチドと同一であり、従って、典型的には、類似体は、ペプチドが結合するのと同一のMHCクラスII分子と結合する。類似体は、典型的には、ペプチドに特異的な抗体と結合し、従ってペプチドのそのような抗体との結合を阻害する。
【００５０】
類似体は、典型的にはペプチドである。それは、等価な最初のペプチドとの相同性を有する。もう一つのペプチドと相同なペプチドは、少なくとも15個、好ましくは少なくとも30個、例えば少なくとも40個、60個、または100個、またはそれ以上の連続アミノ酸の領域において、典型的には少なくとも70％、ペプチドと相同であり、好ましくは少なくとも80または90％、より好ましくは少なくとも95％、97％、または99％、ペプチドと相同である。タンパク質相同性を測定する方法は、当技術分野において周知であり、本発明に関して、相同性が、アミノ酸同一性（「ハード・ホモロジー（hard homology）」と呼ばれる場合もある）に基づき計算されることが当業者には理解されると考えられる。例えば、UWGCGパッケージが、相同性を計算するために使用され得る（例えば、デフォルト設定で使用され得る）BESTFITプログラム（Devereuxら（1984）Nucleic Acids Research 12、387〜395頁）を提供する。
【００５１】
ペプチドである類似体は、典型的には、前述のペプチドに関して言及されたアミノ酸長を有する。典型的には、MHC分子との結合に寄与するか、またはT細胞受容体による認識を担っている最初のペプチドの中のアミノ酸と等しい位置の類似体の中のアミノ酸は、同一であるか、または保存されている。
【００５２】
典型的には、類似体・ペプチドは、天然の翻訳後修飾または人工の修飾であり得る修飾を1個またはそれ以上含む。修飾は、アミノ基、アセチル基、ヒドロキシ基、もしくはハロゲン（例えば、フッ素）基、または炭水化物基のような化学的部分を、（典型的には、水素、例えばC-H結合の置換により）供給し得る。典型的には、修飾は、N末端またはC末端に存在する。
【００５３】
類似体は、非天然アミノ酸、例えば天然アミノ酸とは異なる側鎖を有するアミノ酸を1個またはそれ以上含み得る。一般的に、非天然アミノ酸は、N末端および／またはC末端を有すると考えられる。非天然アミノ酸は、L-アミノ酸またはD-アミノ酸であり得る。類似体は、典型的には、最初のペプチドと実質的に類似している形状、サイズ、柔軟性、または電子配置を有する。それは、典型的には、最初のペプチドの誘導体である。
【００５４】
一つの態様において、類似体は、MHCクラスIまたはII分子と結合した最初のペプチドであるか、またはそれを模倣するものである。類似体は、互いに会合または結合した2個、3個、4個、またはそれ以上のMHCクラスIまたはII分子と結合した最初のペプチドであるか、またはそれを模倣するものであってもよい。これらのMHC分子は、ビオチン／ストレプトアビジンに基づく系、典型的には、2個、3個、または4個のビオチン標識MHC分子がストレプトアビジン部分と結合する系を使用して共に結合させられ得る。この類似体は、典型的には、ペプチド／MHCクラスIまたはII複合体の、複合体に特異的なT細胞受容体または抗体との結合を阻害する。類似体は、典型的には、抗体、またはFabもしくは（Fab）2断片のような抗体の断片である。
【００５５】
類似体、特にMHC分子と結合したペプチドを模倣する類似体は、固体支持体上に固定化され得る。
【００５６】
類似体は、典型的には、コンピュータ手段により設計され、次いで、当技術分野において既知の方法を使用して合成される。または、類似体は、化合物のライブラリーから選択され得る。ライブラリーは、コンビナトリアル・ライブラリー、またはファージ・ディスプレイ・ライブラリーのようなディスプレイ・ライブラリーであり得る。化合物のライブラリーは、最初のペプチドが結合するMHC分子のようなMHCクラスIまたはII分子と結合した形態でディスプレイ・ライブラリー中に発現され得る。類似体は、一般的に、最初のペプチドの結合特徴を模倣する能力に基づき、ライブラリーから選択される。従って、それらは、最初のペプチドを認識するT細胞受容体または抗体と結合する能力に基づき、選択され得る。
【００５７】
一つの態様において、T細胞は、物質に対する応答ではなく、特異的結合剤と結合する能力に基づき検出される。典型的には、薬剤は、本明細書において言及されたタンパク質、ペプチド、もしくは類似体のうちのいずれかであるか、またはそれらを含む。薬剤は、（例えば、本明細書において言及された検出可能標識のうちのいずれかを使用して）標識され得る。特異的結合剤は、MHC分子を含み、好ましくはMHC四量体-ペプチド複合体（例えば、前述のようなもの）である。
【００５８】
本明細書に既述されたペプチドまたは類似体は、自動合成装置の使用のような標準的な合成化学技術を使用して作成され得る。それらは、典型的にはペプチドの配列を含むより長いポリペプチド、例えば融合タンパク質から作成されてもよく、例えばプロテアーゼを使用してポリペプチドを加水分解するか、または物理的にポリペプチドを破壊することによりポリペプチドから導出されてもよい。ポリペプチドは、典型的には、組換え発現させられたものであってもよいESAT-6またはCSF-10である。
【００５９】
本明細書において言及された治療剤は、薬剤と、薬学的に許容される担体または希釈剤とを含む薬学的組成物の形態で存在してもよい。適当な担体および希釈剤には、等張生理食塩水溶液、例えばリン酸緩衝生理食塩水が含まれる。典型的には、薬剤は、非経口投与、静脈内投与、筋肉内投与、皮下投与、経皮投与、皮内投与、経口投与、鼻腔内投与、膣内投与、または直腸内投与により投与される。
【００６０】
薬剤の用量は、様々なパラメーター、特に特定の薬剤；治療を受ける患者の年齢、体重、および状態；投与経路；ならびに必要とされる計画により決定され得る。医師であれば、特定の患者のために必要な投与経路および投薬量を決定することができると考えられる。しかしながら、適当な用量は、10μg〜10g、例えば100μg〜1gの薬剤であり得る。
【００６１】
以下、実施例により、本発明を例示する。
【００６２】
実施例1
CD4 T細胞レベルと細菌負荷との間の相関の検出
方法
対象
成人患者および接触者を、ロンドンおよびオックスフォードから前向きに募集した。全参加者から、ヘパリン処置された血液試料を採った。HIV感染の特質を有する対象はおらず、HIV感染していることが既知の患者は除外した。人口統計学的特徴を、表1に示す。
【００６３】
27人の健康な同居接触者（HHC）を、以下の基準に基づき募集した。全員が、未治療の痰塗沫陽性肺結核のインデックスケースと同じ住居に過去6か月以内に住み、無症候であり、かつ正常な胸部X線写真を有していた。さらに、全てのHHCが、強く陽性のTST（Heafグレード3または4）を有していた。それらは、UKの結核接触者の評価のためのガイドラインに従い、6ニードル・ディスポーザブル・ヘッド・ヒーフ・ガン（needle disposable head Heaf gun）（Bignall 2000、Bignall Surgical Instruments、UK）、および濃縮精製タンパク質誘導体（PPD）100,000ツベルクリン単位/ml（Evans Medical、Liverpool、UK）を用いた標準化された多穿刺ツベルクリン皮膚試験により実施された。23人のHHCが、BCG予防接種を受けており、12ヶ月の追跡期間中、結核を発症した者はいなかった。血管穿刺の時点で化学的予防法を受けた者はいなかった。
【００６４】
結核歴および既知の結核接触のない32人の健康な非曝露対照（UC）を、前向きに募集した。大部分が研究所職員であり、28人がBCG予防接種を受けていた。
【００６５】
培養陽性PTB（C＋PTB）を有する25人の患者は、結核と一致する臨床的およびX線写真的な所見、ならびに1個またはそれ以上の呼吸器検体からのM.ツベルクローシスの陽性培養を有していた。25人中18人（72％）のPTB患者は、療法を受けたことがないか、または血管穿刺の時点で4週間未満の療法を受けていた。
【００６６】
培養陰性PTB（C−PTB）を有する8人の患者は、胸部X線写真上の高度に示唆的な様相および陽性ツベルクリン皮膚試験に基づきなされた臨床的診断を有していた。全員が、無症候であり、過去の結核治療歴を有していなかった。各患者の3個の痰検体（または咳により痰が得られない場合には、3個の胃洗浄液）および気管支肺胞洗浄液からなる呼吸器試料は、全て、M.ツベルクローシス培養陰性であった。この群の8人中6人（75％）が、療法を受けたことがないか、または4週間未満の療法を受けていた。
【００６７】
結核性リンパ節炎（TBLN）を有する11人の患者は、一貫した臨床的所見、陽性TST、および抗結核化学療法に対する良好な応答を有していた。7人は、リンパ節生検材料を有しており、それらのうち5個が培養によりM.ツベルクローシスを増殖させた。11人中5人（45％）のTBLN患者が、療法を受けたことがないか、または静脈穿刺の時点で4週間未満の療法を受けていた。
【００６８】
非リンパ節肺外結核（EPTB）を有する17人の患者を、臨床所見、および1個またはそれ以上の臨床検体からのM.ツベルクローシスの陽性培養に基づき募集した。4人の患者が結核性骨髄炎を有し、2人が筋骨格結核（腰筋膿瘍）を有し、4人が胸膜疾患を有し、3人が粟粒性疾患を有し、3人が腹部疾患を有し、1人が髄膜炎を有していた。少数の患者を、EPTBの亜群間のT細胞存在量の統計比較から排除した。
【００６９】
ペプチド
ESAT-6分子の全長にかかる17個のペプチドを、固相Fmoc化学（Research Genetics、Alabama、USA）により合成した。各ペプチドは、15アミノ酸長であり、10残基、隣接ペプチドと重複していた。同一性は質量分析により確認し、純度は高速液体クロマトグラフィーにより確認した。SwissProtデータベースおよびトランスレイテッド（translated）GenBankタンパク質データベースの配列相同性探索により、これらのペプチドが、結核菌群（M.tuberculosis complex）のESAT-6タンパク質にのみ限定されていることが確認された。
【００７０】
単細胞IFN-γ放出に関するエクスビボELISPOTアッセイ法：末梢血からの循環ESAT-6ペプチド特異的T細胞の計数
標準的な手段により20mlの血液からPBMCを分離し、2mM L-グルタミン、100μg/mlアンピシリン、50μg/mlゲンタマイシン、1mMピルビン酸ナトリウム、および10％熱不活化ウシ胎仔血清が補足されたRPMI（Sigma、St.Louis、MO、USA）（R10）に懸濁させた。以前に記載されたようにして（1、2）、15μg/mlの抗IFN-γmAb 1-D1K（Mabtech、Stockholm、Sweden）が予めコーティングされた96穴PVDF裏打ち（backed）プレート（MAIPS45、Millipore、Bedford、MA、USA）を、R10で2hブロッキングした。1ウェル当たり3×105個のPBMCを含む100μl R10を添加し、単一ウェルに個々にペプチドを10μg/ml添加した。PPD（バッチRT49、Statens Seruminstitut、Copenhagen、Denmark）も、20μg/mlで試験した。2通りの陽性対照ウェルには、5μg/mlのフィトヘマグルチニン（PHA）（ICN Biomedicals、Aurora、OH、USA）を添加し、2通りの陰性対照ウェルには、ペプチドを添加しなかった。35人の対象については、組換えESAT-6を、10μg/ml、単一ウェルに添加した。
【００７１】
37℃、5％C02における14hのインキュベーションの後、プレートを、PBS 0.05％ツィーン（Tween）-20（Sigma、St.Louis、MO、USA）で洗浄した。1μg/mlのビオチン化抗IFN-γmAb、7-B6-1-ビオチン（Mabtech）を50μl添加した。2h後、プレートを洗浄し、ストレプトアビジン-アルカリホスファターゼ（Mabtech）を1：1000で添加した。1hおよびさらなる洗浄の後、希釈された色原性アルカリホスファターゼ基質（Biorad、Hercules、CA、USA）50μlを添加した。20分後、プレートを洗浄し、乾燥させた。
【００７２】
単細胞IL-4放出に関するELISPOTアッセイ法
これらのアッセイ法は、高親和性IL-4特異的抗体（IL-4-Iキャッチャー（catcher）およびビオチン化IL-4-IIディテクター（detector）（Mabtech））および60hのインキュベーション時間を使用して、前記と同様に実施した。
【００７３】
IFN-γスポット形成細胞（SFC）の計数
IFN-γSFCを拡大鏡を使用して計数し、試験ウェルが陰性対照より少なくとも5個多いIFN-γSFCを含有しており、この数が陰性対照の少なくとも2倍である場合を陽性として応答をスコア化した。この予め定義されたカットオフ値（5 IFN-γSFC／3×105PBMC）は、PBMC 100万個当たり17個または1/59,000PBMCの特異的T細胞という検出閾値と同義である。アッセイ法を実施し読み取る者は、患者およびHHCの異なる群の臨床ステータスを知らされていなかったが、UCに関しては知らされていた。陰性対照ウェル内のバックグラウンドのSFC数は5未満であった。バックグラウンド値を差し引いた後、各ペプチドに特異的なIFN-γSFCの数を合計し、この特定の個体についてのESAT-6ペプチド特異的SFCの総数を、対象群間、および個々の患者の治療中の異なる時点間の比較のために使用した。
【００７４】
ペプチド特異的T細胞系のインビトロ作製
以前に記載されたようにして（2）、T細胞系を作製した。簡単に説明すると、PBMCを、5×105個/ml、AB培地（L-グルタミン2mM、アンピシリン100μg/ml、ゲンタマイシン5μg/ml、および10％熱不活化ヒトAB血清プール｛National Blood Transfusion Service、Bristol、UK｝が補足されたRPMI）に懸濁させ、1ウェル当たり200μlを丸底96穴プレートに添加した。ペプチドを10μg/ml添加した。リンフォカルト（Lymphocult）-T（Biotest、Dreiech、Germany）の形態の10U/ml IL-2を3日毎に添加した。12日後、T細胞系を免疫磁気的に枯渇させ、1〜5×104個/ウェルを使用して、IFN-γに関するELISPOTアッセイ法において、2通りのウェルで刺激ペプチドに対して試験した。
【００７５】
免疫磁気的細胞枯渇
氷上で、ダイナビーズ（Dynabeads）M-450（Dynal、Oslo、Norway）を含む200μlのR1Oを使用して、細胞1個に対しビーズ10個の比率で、第一鉄ビーズとコンジュゲートした抗CD4 mAbまたは抗CD8 mAbと30分間インキュベートすることにより、T細胞系からCD4 T細胞およびCD8 T細胞を枯渇させた。R10での希釈の後、コンジュゲートでコーティングされた細胞を、磁石（Dynal、Oslo、Norway）により除去した。これらのダイナビーズは、高い信頼性をもって標的細胞集団の＞99％を枯渇させる。
【００７６】
3H-チミジン取り込みリンパ球増殖アッセイ法
1ウェル当たり2×105個のPBMCを含む200μlのAB培地を、96穴丸底プレートに播いた。ペプチドを10μg/ml添加し、陰性対照ウェルは培地のみを有し、陽性対照ウェルは20μg/mlのPPDを含有していた。全ての条件を、3通りのウェルにおいて準備した。37℃、5％CO2における5日間のインキュベーションの後、1μCi3H-チミジンを各ウェルに添加した。18h後、ウェルを採集し、3H-チミジン取り込みをβカウンター（Wallac、UK）で測定した。刺激指数が3つまたはそれ以上である場合を陽性として、結果をスコア化した。
【００７７】
抗MHCクラスII抗体を用いたELISPOTにおけるT細胞応答の阻害
2個の免疫優性ペプチドESAT-61-15およびESAT-671-85に対するCD4 T細胞応答のHLAクラスII拘束を、T細胞系およびエクスビボPBMCを使用して調査した。それぞれ、HLA-DR、HLA-DQ、およびHLA-DPによるCD4 T細胞へのペプチド提示を阻止するマウス・モノクローナル抗体L243、L2、およびB7.21を、ELISPOTアッセイ法において三つの異なる2通りのウェル対に10μg/ml添加した後、90分後に10μg/mlペプチドを添加した。対照の2通りのウェルには、ペプチドのみを与えるか、またはペプチドも抗体も与えなかった。
【００７８】
統計法
応答者についてのESAT-6ペプチド特異的IFN-γSFCの合計存在量は、ノンパラメトリック・マン・ホイトニー検定（両側）を使用して、患者群間で比較し、ノンパラメトリック・ウィルコクスン符号付き順位検定（両側）を使用して、個々の患者の治療過程において試料採取された最初の時点と最後の時点との間で比較した。療法中の抗原特異的T細胞存在量の比例した減少を、対数換算データに対するスチューデントt検定を使用して計算した。
【００７９】
実施例2
ESAT-6特異的T細胞の存在量
ESAT-6ペプチド特異的IFN-γ分泌CD4 T細胞は、M.ツベルクローシス感染個体において高い存在量で循環しており、臨床的に定義された防御免疫と相関していることが見出された。そのようなT細胞は、ほぼ全ての結核患者および大多数の接触者に検出された。応答は、TBLN患者11人中10人、C−PTB患者8人中7人、C＋PTB患者25人中23人、HHC 27人中23人において観察された（表1）。ESAT-6に応答しなかった4人のHHCは、M.ツベルクローシスに感染していなかった可能性があり；それらの陽性TSTは、過去のBCG予防接種に起因するものであったのかもしれない。対照的に、32人のUC（うち28人がBCG予防接種を受けていた）は、いずれも、IFN-γに関するエクスビボELISPOTアッセイ法においてESAT-6ペプチドに応答せず（表1）、このことは、ESAT-6特異的応答がM.ツベルクローシス特異的であることと一致する。各群の全ての応答者についてのESAT-6ペプチド特異的IFN-γ分泌T細胞の存在量は、図1に示され、表1に要約されている。ESAT-6に応答したHHC（n＝23）については、ESAT-6特異的T細胞の存在量が、応答したC＋PTB患者（n＝23）よりも有意に高く（p＝0.044）、全体としてのPTB（C＋およびC−）群（n＝30）より高かった（p＝0.009）。最小の少数桿菌疾患を有するESAT-6応答患者群、TBLN（n＝10）およびC−PTB（n＝7）の両方も、C＋PTB患者より有意に高いESAT-6ペプチド特異的T細胞の存在量を有していた（それぞれ、p＝0.002およびp＝0.029）。
【００８０】
結核患者における循環ESAT-6特異的IFN-γ分泌T細胞の存在量が、治療により進行的に低下することも観察された。活動性C＋PTBを有する患者におけるESAT-6特異的IFN-γ分泌T細胞の比較的低い存在量が、非特異的な疾患関連免疫抑制の結果であるならば、T細胞存在量は有効な治療において上昇すると予想されると思われる。従って、本発明者らは、抗結核化学療法中の12人の患者（4人のC＋PTB、3人のTBLN、および5人のEPTB）を縦断的に追跡し、ESAT-6ペプチド特異的T細胞の全体的な存在量の低下を観察した（p＝0.005）（図2）。平均18.6週の追跡期間中の減少は、平均0.62倍（95％CI：0.37〜0.76）、即ち初期値の38％への減少であり、減衰速度は1週当たり5.5％（95％CI：2.4〜8.4）であった。各ペプチドに特異的なT細胞の存在量が平行して低下したが、明確のため、全てのESAT-6由来ペプチドに対する応答の合計のみを示す。
【００８１】
エクスビボELISPOTアッセイ法を使用して、重複しているESAT-6由来15merペプチドの各々が、試験された結核患者および接触者88人のうちの1人以上に由来するIFN-γ分泌T細胞により認識された（図3）。この集団においては、ペプチドESAT-61-15、ESAT-66-2O、およびESAT-671-85が特に広く認識され、それぞれ59％、45％、および37％の対象により認識された。
【００８２】
15個のESAT-6由来ペプチドに対する59個のT細胞系を、数人の患者およびHHCから作製した。IL-2を補足した12日間の培養の後、CD4 T細胞またはCD8 T細胞の免疫磁気的枯渇の前後に、ELISPOTアッセイ法を実施した。59個中55個のT細胞系については、ペプチド特異応答がCD4枯渇により抑止され（表2）；ある種のペプチドに特異的な4個のT細胞系は、CD8陽性であった（2、3）。
【００８３】
IFN-γに関するエクスビボELISPOTアッセイ法における応答は、ペプチド曝露の14h以内のT細胞により媒介されるIFN-γ分泌を示す。これらのT細胞が、抗原との遭遇時、どの程度迅速にIFN-γを放出し得るかを確立するため、本発明者らは、11個のペプチドを用いて、3人の対象（2人のHHCおよび1人のC−PTB）において、6hエクスビボELISPOTアッセイ法を実施した。それぞれの場合に、14h目に応答を与えた全てのペプチドに対するIFN-γSFCが、6h目に容易に検出された。6h目に計数されたペプチド特異的IFN-γ分泌T細胞の存在量は、14h目（示されていないデータ）の80〜90％であり、このことから、ESAT-6ペプチド特異的T細胞が迅速にエフェクター機能を示し得ることが示された（1）。
【００８４】
15人の対象に由来するPBMCを使用して、16個の異なるペプチドを使用して、エクスビボ IFN-γELISPOTアッセイ法と平行して、リンパ球増殖アッセイ法を実施した。驚くべきことに、本発明者らは、エクスビボELISPOTにおいてはこれらのペプチドに特異的なIFN-γ分泌T細胞を有していた数人の対象において、ペプチドESAT-61-15およびESAT-671-85に対する増殖を検出しなかった（表2）。エクスビボELISPOTでは、12人の対象がESAT-61-15に応答したのに対し（応答者についてのペプチド特異的IFN-γSFCの平均：77/106PBMC［IQ範囲：38〜100］）、リンパ球増殖では、わずか3人であった。ESAT-671-85については、エクスビボELISPOTでは、10人の対象が応答したのに対し（応答者についての平均ペプチド特異的IFN-γSFC：121/106PBMC［IQ範囲：65〜171］）、リンパ球増殖では5人であった。しかしながら、陽性対照PPDに対するリンパ球増殖反応は強く、刺激指数は平均82（IQ範囲：35〜98）であった。にもかかわらず、ペプチド特異的T細胞系は、IL-2が補足されたインビトロのペプチド刺激により容易に作製され；従って、これらのESAT-6ペプチド特異的T細胞は、抗原接触時には迅速なエフェクター機能を示すが、外因性IL-2の非存在下でインビトロで増殖することはできない。しかしながら、その他の数個のペプチドについては、二つのアッセイ間に広い一致が存在した（表2）。
【００８５】
実施例3
ESAT-61-15ESAT-671-85のHLA拘束
本発明者らは、エクスビボELISPOTでは免疫優性であったが、リンパ球増殖アッセイ法では矛盾する結果を与えた2個のペプチドのMHC拘束を決定することに興味を抱いた。本発明者らは、ELISPOTアッセイ法において、T細胞系およびエクスビボPBMCへのペプチド提示を阻止するモノクローナル抗体を使用した。ESAT-61-15については、試験された3人の個体全てにおいて、IFN-γSFCは、抗HLA-DQ抗体により顕著に減ったが、HLA-DRまたはHLA-DPに対する抗体によっては滅らなかった（図4A〜C）。ESAT-671-85については、2人の個体を試験し、いずれの例においても、応答は、抗HLA-DQ抗体によってのみ阻止された（図4D、E）。対照的に、試験された他のペプチド（ESAT-66-20、ESAT-651-65、ESAT-666-80、およびESAT-676-90）に対するエクスビボELISPOT応答は、HLA-DR拘束性であることが示された（示されていないデータ）。
【００８６】
実施例4
ESAT-6特異的T細胞のさらなる特徴決定
35人の対象（28人の患者および7人のHHC）においては、ESAT-6ペプチドと平行して、rESAT-6抗原をエクスビボELISPOTアッセイ法において試験し、35人中30人（86％）がrESAT-6に応答した（図3）。タンパク質に応答しなかった5人の対象は、17個のペプチドのいずれにも応答し得なかった対象であった。従って、1個またはそれ以上のペプチドに応答した30人の患者は、全員、rESAT-6抗原に応答し、このことから、rESAT-6がエクスビボELISPOTアッセイ法においてプロセシングを受けT細胞に提示されることが示された。
【００８７】
10人の結核患者（5人のC＋PTBおよび5人のEPTB）ならびに8人のHHCから新鮮に単離されたPBMCを、IFN-γに関するELISPOTアッセイ法と平行して、IL-4に関するELISPOTアッセイ法において、17個のESAT-6由来ペプチド全てに対してエクスビボで試験した。各ペプチドに対するSFCの数を合計した。結核患者10人中10人が、ESAT-6ペプチド特異的IFN-γ分泌T細胞を有し（平均：668 IFN-γSFC/100万 PBMC）、10人中0人が、ESAT-6ペプチド特異的IL-4分泌T細胞を有していた。HHCについては、8人中6人が、IFN-γELISPOTアッセイ法（応答者における存在量の平均：414 ESAT-6ペプチド特異的IFN-γSFC/100万 PBMC）において応答したのに対し、IL-4 ELISPOTアッセイ法における応答者は8人中2人であった（応答者における存在量の平均：93 ESAT-6ペプチド特異的IFN-γSFC/100万 PBMC）。PHAで刺激したIFN-γELISPOTアッセイ法およびIL-4 ELISPOTアッセイ法のための陽性対照は、常に、それぞれ500 IFN-γSFC /106PBMCまたは500 IL-4 SFC/106PBMCを超えていた。
【００８８】
考察
直接エクスビボ・アッセイ法により、本発明者らは、ほぼ全てのM.ツベルクローシス感染個体の血中に循環しているが、BCG予防接種を受けたことのある非曝露対照には存在しない抗原特異的IFN-γ分泌CD4 T細胞の集団を同定した。臨床的およびX線写真的には疾患がなかったPPD陽性の最近曝露を受けたHHCに、循環IFN-γ分泌ESAT-6特異的CD4 T細胞の高い存在量が存在していたことから、これらのT細胞が必ずしも組織病理学自体とは関連していないことが示される。むしろ、これらの個体におけるそれらの存在は、インビボのM.ツベルクローシスの封じ込めにおける役割と一致している可能性がある。この仮説は、ESAT-6特異的CD4 T細胞が、C＋PTB患者よりも高い存在量でHHCにおいて循環しているという観察（図1）により支持される。これらのT細胞の存在量は、結核患者の亜群の中でも、インビボのM.ツベルクローシスの封じ込めに比較的成功している群ほど、高かった。
【００８９】
従って、（高度に局所的な疾患、最小の症状、および高頻度の自然緩解を有する）TBLN患者および（無徴候であり、複数の臨床検体における進行中の細菌複製の証拠を有しない）C−PTB患者は、いずれも、呼吸器分泌物中に活発に増殖するM.ツベルクローシスを有するC＋PTB患者より高いESAT-6特異的CD4 T細胞の存在量を有していた（表1および図1）。従って、ESAT-6特異的IFN-γ分泌CD4 T細胞の全体的な存在量は、臨床的に定義された防御免疫と相関していると考えられる。
【００９０】
しかしながら、活動性結核は、不明確な非特異的な免疫抑制を引き起こす。従って、最小の疾患を有する患者よりも重度の活動性疾患を有する患者の方が弱い免疫応答は、単に、活動性結核自体の結果として二次的に抑制されたものである可能性がある。これが正しいのであれば、治療により免疫応答は上昇するはずであり、そして一般的に、PBMCバルク培養における抗原特異的またはPPD特異的なIFN-γ分泌およびリンパ球増殖応答は、抗結核性療法中に増加する。従って、より重度の疾患を有する患者におけるより弱い応答は、治療により回復するため、以前に同定された強いT細胞応答の最小の疾患との関連は、防御免疫とは相関していなかった。従って、これらの従来のアッセイ法に基づき、臨床的に定義された防御免疫の相関を同定することは不可能であった。しかしながら、エクスビボELISPOTアッセイ法による結核患者の縦断的な追跡は、ESAT-6特異的IFN-γ分泌CD4 T細胞の存在量が、療法中に実際に下がることを示した（p＝0.005）（図2）。これは、より重度の疾患を有する患者におけるESAT-6特異的T細胞のより低い存在量が、疾患に関係した免疫抑制の二次的な効果ではなく、活動性疾患の部位におけるM.ツベルクローシス特異的細胞の隔離の結果でもないことを示す。むしろ、細菌負荷を数倍縮小させる療法によるESAT-6特異的T細胞の低下からは、特定の個体において、ESAT-6特異的T細胞の存在量が抗原負荷と関係していることが示唆される。この観察は、インビトロ増殖を含まない、抗原特異的T細胞を直接定量するアッセイ法を使用することにより可能になった。本発明者らの所見は、組み合わせ抗レトロウイルス療法中のHIV感染患者における、末梢血から直接計数されたウイルス特異的CD8 T細胞およびCD4 T細胞の存在量の減衰と多少類似しており、一般的に、細胞内病原体については、抗原特異的T細胞の存在量は、エクスビボで直接定量された場合、抗原負荷により推進されると考えられる。
【００９１】
結核における細菌または抗原の負荷の定量的な絶対的な尺度は存在しないが、それらは直接かつ密接に相互に関係しているに違いない。抗原負荷は、ほぼ確実に、患者よりHHCの方がはるかに低く、患者の中では、明らかに、C＋PTB患者よりTBLN患者およびC−PTB患者の方が低いと考えられる。抗原負荷がESAT-6特異的CD4 T細胞存在量を推進すると考えられるため、より低い抗原負荷を有するM.ツベルクローシス感染対象が、より高いレベルのESAT-6特異的CD4 T細胞を有していることは、注目すべきことである。この逆の相関は、HIV感染患者においてウイルス特異的CD8 T細胞存在量および血漿ウイルス負荷について観察されたもの（その所見は、HIVのコントロールにおけるCD8 T細胞の防御的な役割の重要な支持を提供し、末梢血から直接エクスビボで抗原特異的T細胞を定量するための手段に決定的に依存していた）と類似している。従って、M.ツベルクローシス感染対象の異なる群における異なる細菌負荷と関連したESAT-6特異的T細胞の存在量の考察は、これらのT細胞が、インビボのM.ツベルクローシスの封じ込めを媒介するという本発明者らの仮説のさらなる支持を与える。HHCを除く全ての患者群において、治療を受けた個体の割合は類似しており、化学的予防を受けたことのある者はいなかった。さらに、ESAT-6ペプチド特異的T細胞存在量に対する治療の効果は、追跡された全ての患者群で類似しているようであった（図2）。従って、これはHHCには当てはまらないかもしれないが、三つの患者群間のESAT-6特異的CD4 T細胞存在量の差が、治療期間長の差に起因する可能性は低い。
【００９２】
これらの所見の本発明者らの解釈は、以下の通りである。M.ツベルクローシスによる初回感染時、HHCは、M.ツベルクローシス、特にESAT-6に対する強い高頻度のTh1型CD4 T細胞応答を開始し、それにより細菌複製を制限する。引き続き活動性疾患を発症する個体は、対照的に、弱いCD4 T細胞応答を作成し、細菌は、疾患をもたらす、より高い平衡細菌負荷に達することを許可される。従って、HHCは、低い細菌負荷からの限られた抗原刺激によりESAT-6特異的CD4 T細胞の高い存在量を維持するが、C＋PTB患者においては、高い細菌負荷が、より弱くより効率の低いインビボの抗原特異的CD4 T細胞の増殖を刺激する。このモデルは、ウイルス特異的CD8 T細胞が防御免疫を媒介すると信じられているある種の慢性ウイルス感染について提唱されたものと類似している。HHCとPTB患者との間の差は、以前に、感染宿主細胞と遭遇した後に病原体特異的T細胞がインビボで増殖する速度として定義された個体のT細胞応答性にあるのかもしれない。実際、インビボのIFN-γ分泌CD4 T細胞の初期の出現および効率的な増殖は、マウス・モデルにおいて、ミコバクテリア感染の初期の封じ込めにおける決定的な要因として最近同定された。ESAT-6は複数のCD4 T細胞エピトープを含有している。図3は、数個のESAT-6由来ペプチドが、民族的に遺伝学的に多様な範囲の患者およびHHCに由来するT細胞により広く認識されることを示しており、このことから、これらのペプチドが、広い範囲のHLAクラスIIハプロタイプにより許容的に拘束され得ることが示唆される。エクスビボELISPOTアッセイ法を使用した免疫優性の階層（図3）は、インビトロの増殖に依存した、より従来のアッセイ法を使用して、他によって報告されたものとは全く異なっている。特に、ペプチドESAT-61-15およびESAT-671-85の著しい免疫優性は、ここで観察された程には従来は認識されておらず、そしてエクスビボELISPOTアッセイ法がインビトロ増殖能を失ったT細胞を検出し得るという事実を反映している可能性がある。従って、本発明者らは、これらおよびその他のESAT-6由来ペプチドを、リンパ球増殖アッセイ法においてT細胞を刺激する能力について試験した。大部分のペプチドについて、これらのアッセイ法におけるT細胞応答と、エクスビボELISPOTにおけるT細胞応答と間には広い一致が存在したが、ペプチドESAT-61-15およびESAT-671-85については、顕著な矛盾が存在した（表2）。ESAT-61-15特異的T細胞およびESAT-671-85特異的T細胞のインビトロ増殖能の障害が、おそらく、これらのペプチドの免疫優性が現在まで完全には理解されていなかった理由である。しかしながら、興味深いことに、これらのT細胞は、ペプチドのみならずIL-2により刺激された場合には、インビトロで増殖した。
【００９３】
ペプチドESAT-61-5およびESAT-671-85は、極めて高い割合のM.ツベルクローシス感染対象に由来するT細胞によりエクスビボで認識されるため、それらのHLA拘束は特に興味深い。免疫優性の許容的（permissively）に拘束されるCD4エピトープは、通常HLA-DR拘束性であり、これは結核の場合にも当てはまる。驚くべきことに、ペプチドESAT-61-5およびESAT-671-85は、ELISPOTアッセイ法においてHLA-DQ拘束性であることが示された（図4）。これらは、本発明者らの知る限り、最初に同定された免疫優性HLA-DQ拘束性ミコバクテリア・エピトープである。
【００９４】
大部分のM.ツベルクローシス感染個体が、ESAT-6特異的IFN-γ分泌CD4 T細胞の高い存在量を有していることが見出され、本発明者らは、ESAT-6特異的Th2型CD4 T細胞も同様の程度にまで誘導されるか否かを問題とした。患者およびHHCのサブセットにおけるIL-4に関するエクスビボELISPOTアッセイ法によって、M.ツベルクローシス感染対象におけるほぼ普遍的なESAT-6特異的IFN-γ分泌T細胞の存在とは対照的に、ESAT-6に特異的なIL-4分泌T細胞は稀少であることが示された。従って、自然M.ツベルクローシス感染により誘導されたESAT-6特異的CD4 T細胞は、高度にTh1へと偏向したサイトカイン分泌パターンを有している。
【００９５】
本発明者らは、潜伏M.ツベルクローシス感染を有する無症候個体および結核患者において高い存在量で循環している循環IFN-γ分泌M.ツベルクローシス抗原特異的CD4 T細胞の集団を同定した。本発明者らの直接の定量的エクスビボ・アプローチは、従来のアッセイ法を使用して認識されていなかったある種の重要な所見を与えた。結核におけるその他の細胞性免疫応答と異なり、ESAT-6特異的CD4 T細胞の存在量は、治療により進行的に減衰し、このことから、これらのT細胞存在量が、少なくとも部分的には、抗原負荷により推進されることが示唆される。従って、より重度の疾患およびより高い細菌負荷を有する患者は、最も高い抗原特異的T細胞存在量を有すると予想されると思われる。しかしながら、本発明者らは、逆に、結核患者群間で、これらのT細胞の存在量は、臨床的に定義された防御免疫と相関しているようであること、即ち、推測細菌負荷と逆に相関していることを観察した。これらの所見は、このTh1型抗原特異的CD4 T細胞の集団の、インビボにおけるM.ツベルクローシスの封じ込めにおける役割と一致している。これらの結果を、ESAT-6が複数のCD8 T細胞エピトープを含有しているという事実と考え合わせると、この抗原が、M.ツベルクローシス感染ヒトにおける防御免疫応答の標的であるのかもしれないことが示唆され；従って、M.ボビスBCGからのその欠如が、BCG予防接種の限られた効力の部分的な理由であるのかもしれない。
【００９６】
実施例5
潜伏感染を有する個体におけるCD4 T細胞の検出
方法
研究集団
全ての対象を、ムンバイおよびオックスフォードにおいて前向きに募集した。インフォームド・コンセントを得た後に、ヘパリン処置された血液試料を採った。
【００９７】
結核と一致する臨床的およびX線写真的な特質、ならびに1個またはそれ以上の臨床検体からのM.ツベルクローシスの陽性培養を有する50人の患者を募集した。45人の患者は肺結核を有し、4人は結核性リンパ節炎を有し、1人は結核性胸膜炎を有していた。6人の患者（5人の肺結核および1人の胸膜結核）が、HIV抗体陽性であった。他の44人の患者は、いずれも、HIV感染を示唆する臨床的特質を有していなかった。患者の平均年齢は、33歳（範囲：14〜69歳）であり、男：女比は33：17であった。患者は民族的に多様であり、マハラシュトラ人（Maharashtrans）（n＝28）、グジャラート人（n＝6）、ムスリム（Muslims）（n＝6）、南インド人（South Indians）（n＝4）、パンジャブ人（n＝3）、ウッタルプラデシュ人（Uttar Pradeshis）（n＝2）、およびシンド人（Sindhis）（n＝1）が含まれていた。35人の患者（70％）は、ELISPOTアッセイ法のための静脈穿刺の時点で1ヶ月未満の療法を受けるか、または未治療であり；残りの15人の患者は、治療過程（＜1年）の後期であった。
【００９８】
108人の健康なムンバイ居住者を、幹部健康診断クリニックにおいて前向きに募集した；全員が、保険健診のため雇用者により参加することを要求された会社幹部であり、症状を訴える者はいなかった。7人の対象が過去に結核病歴を有しており、1人はザンビア居住者であった：これらの8人の対象は除外した。残りの100人の対象は、全員、正常な胸部X線を有し、HIV感染の特質を有する者はいなかった。男女比は78：22であり、平均年齢は47歳（範囲：18〜70）であった。幹部は民族的に多様であり、グジャラート人（n＝36）、マハラシュトラ人（n＝22）、南インド人（n＝14）、シンド人（n＝7）、パールシー人（n＝6）、パンジャブ人（n＝6）、マールワール人（Marwaris）（n＝4）、ムスリム（n＝3）、およびベンガル人（Bengalis）（n＝2）が含まれていた。
【００９９】
40人の健康な成人UK居住者を、オックスフォードにおいて募集した。1ヶ月を超えて結核蔓延国に住んだことのある者はおらず、過去の結核病歴または既知の結核接触を有する者もいなかった。全員が、民族的には、白色カフカス人であり、男女比は21：19であり、平均年齢は32歳（範囲：23〜49）であった。40人中33人（82％）が、BCG斑痕またはBCG予防接種歴を有していた。
【０１００】
5人の細菌学的に確認された結核患者を、UKにおいて追跡し、ESAT-6ペプチド特異的IFN-γ分泌T細胞を、抗結核化学療法中の異なる時点で計数した。これらの患者のうち、3人は肺結核を有し、1人は胸膜疾患（DD1）を有し、1人は結核性リンパ節炎（DD8）を有していた。
【０１０１】
ESAT-6およびCFP10に由来するペプチド
実施例1のペプチドに関して記載されたようにして、ESAT-6分子の全長にかかる17個のペプチド、およびCFP10分子の全長にかかる18個のペプチドを得、それらの同一性を試験した。各ペプチドは15アミノ酸長であり、10残基、隣接ペプチドと重複していた。全ての既知のタンパク質配列のSwissProtデータベースおよびトランスレイテッドGenBankデータベースの配列相同性探索により、これらのペプチドの配列が、結核菌群のESAT-6タンパク質およびCFP10タンパク質にのみ限定されていることが確認された。これらの35個のペプチドのうちの1個またはそれ以上に対する応答を、M.ツベルクローシス感染の指標としてスコア化した。
【０１０２】
単細胞IFN-γ放出に関するエクスビボ酵素結合イムノスポット（ELISPOT）アッセイ法： 末梢血からの循環ESAT-6ペプチド特異的T細胞の計数
標準的な手段により15mlの血液からPBMCを単離し、L-グルタミン2mM、ペニシリン100iu/ml、および10％熱不活化ウシ胎仔血清が補足されたRPMI（Sigma、St.Louis、MO、USA）（R1O）に懸濁させた。実施例1に記載されたようにして、ELISPOTアッセイ法を実施した。
【０１０３】
1ウェル当たり2.5×105個のPBMC（UK対象については3×105個）を含む100μlのR1Oを添加し、35個のESAT-6由来ペプチドおよびCFP10由来ペプチドの各々を、10μg/ml、単一ウェルに個々に添加した。PPD（バッチRT49、Staatens Seruminstitut、Copenhagen、Denmark）も、2通りのウェルにおいて20μg/mlで試験した。2通りの陽性対照ウェルには、5μg/mlのフィトヘマグルチニン（ICN Biomedicals、Aurora、OH、USA）を添加し、2通り陰性対照ウェルにはペプチドを添加しなかった。11人の結核患者および全ての健康な成人については、完全組換えESAT-6を10μg/ml添加した。
【０１０４】
インキュベーションおよびさらなる洗浄を、実施例1と同様にして実施した。試験ウェルが陰性対照ウェルより少なくとも5個多いIFN-γSFCを含有しており、この数が陰性対照ウェルの少なくとも2倍である場合を陽性として、応答をスコア化した。アッセイ法を実施する者は、患者の結核ステータスを知らされていたが、SFCの読み取りは定量的であり、陽性応答の基準は厳格で、予め定義されており、陰性対照におけるSFCは常に15未満であったため、陽性応答は明瞭であった。陽性応答および陰性応答は、拡大鏡による正確な計数の前に、プレートの直接の検査により直ちに認識可能であった。スポットが互いに癒着するため、IFN-γSFCの数が250を超えるELISPOTアッセイ・ウェルは正確に計数され得ない。従って、1ウェル当たり250個のSFC（1000 SFC/100万 PBMCと等価）を、正確な定量のための上限とした。特定の個体におけるESAT-6特異的T細胞およびCFP10特異的T細胞の総数は、その個体において、（陰性対照ウェル内のバックグラウンドのSFC数の差し引きの後）、異なるESAT-6由来ペプチドおよびCFP10由来ペプチドの各々に特異的なIFN-γSFCを全て合計することにより、それぞれ計算した。
【０１０５】
HIV抗体試験
HIV抗体は、組換えタンパク質を用いた迅速な試験（Immunocomb II、Orgenics Ltd、Israel）、それに続く、異なる抗原に由来する合成ペプチドを用いた二つの異なるマイクロタイターELISA試験（Laboratory Systems、Finland and Innogenetics、Innogenetics N.V、Belgium）により検出した。
【０１０６】
ツベルクリン皮膚試験
1TUのPPD（1：10,000）（Span Diagnostics、India）を、青白い小庖が生じるよう、前腕の屈筋表面に皮内注入した。72時間目に皮膚の硬結を定規で測定し、＞10mmを陽性とした。
【０１０７】
実施例6
結果
高い割合のインド人結核患者が、循環ESAT-6ペプチド特異的IFN-γ分泌T細胞を有し、ESAT-6に基づくエクスビボELISPOTは、HIV感染を有する結核患者も検出した。図5は、細菌学的に確認された結核例50例中40例が、ESAT-6に基づくエクスビボELISPOTアッセイ法において応答したことを示している。HTV重感染を有する6人の結核患者は、全員、応答した。応答した40人の患者におけるESAT-6ペプチド特異的T細胞数のメジアンは、PBMC 100万個当たり128個（四分位範囲：73〜208）であった。多くの患者が、複数のペプチドに応答した。陰性対照ウェルと比較した場合、陽性応答は明瞭であり、全部で40個の陽性応答のうち、わずか2人の結核患者が、境界線上の陽性応答（PBMC 100万個当たり20個のペプチド特異的T細胞）を与えた。HIV重感染を有する4人の患者を含む、完全組換えESAT-6に対して試験された11人の患者は、全員、1個またはそれ以上のESAT-6由来ペプチドのみならず組換え抗原にも応答した。6人の結核患者（HIV感染を有する3人を含む）がTSTを受け：6人全員が、マントーでは陰性であったが、ESAT-6に基づくエクスビボELISPOTアッセイ法においては陽性であった。
【０１０８】
健康なインド人成人の80％におけるRD1によりコードされた抗原に特異的なIFN-γ分泌T細胞の高い存在量
正常なX線写真を有し、結核歴を有しない健康な成人100人を、ESAT-6ペプチドおよびCFP10ペプチドに基づくIFN-γに関するエクスビボELISPOTアッセイ法により試験した。56人が、ESAT-6ペプチド特異的T細胞を有し、76人が、末梢血中に検出可能なCFP10ペプチド特異的T細胞を有していた（図6A）。全体として、80％が、ESAT-6またはCFP10のいずれかに応答した（表1）。応答者について、ESAT-6ペプチド特異的T細胞の存在量のメジアンは、PBMC 100万個当たり86個（四分位範囲：43〜156）であり、CFP10ペプチド特異的T細胞の存在量のメジアンは、PBMC 100万個当たり158個（四分位範囲：84〜261）であった。これらの抗原特異的T細胞存在量は、PPDに応答した98人の個体におけるPPD特異的IFN-γ分泌T細胞の存在量：メジアン＝PBMC 100万個当たり86個（四分位範囲：56〜222）と同等であるか（ESAT-6の場合）、またははるかに高かった（CFP10の場合）。CFP10ペプチド特異的T細胞の存在量は、特に高く、9人の個体が、PBMC 100万個当たり1000個超のCFP10特異的IFN-γ分泌T細胞を有していた。これらの二つの抗原のいずれかに応答した80人の個体におけるESAT-6由来ペプチドおよびCFP10由来ペプチドに特異的なIFN-γ分泌T細胞の存在量の和（メジアン＝PBMC 100万個当たり208［四分位範囲：116-357］）は、IFN-γ分泌PPD特異的T細胞の存在量より高い。従って、健康な結核蔓延地域居住者において、これらの二つの抗原は、200個超の抗原を含有しているPPDより有力なIFN-γ分泌T細胞のエクスビボの標的である。
【０１０９】
ESAT-6由来ペプチドに応答した56人の健康な個体のうち、大多数（n＝47）が、完全組換え抗原にも応答し、このことから、PBMCがELISPOTアッセイ法に外因的に添加された場合に、組換え抗原のプロセシングおよび提示が起こることが示唆される。これは、本発明者らの従来の観察と一致しており、ペプチド特異応答がアーティファクトではないという事実を支持する。本発明者らは、以前に、エクスビボELISPOTアッセイ法においてESAT-6由来ペプチドに応答し、完全抗原には応答しないM.ツベルクローシス感染個体が、ESAT-6特異的CD8 T細胞を有していることを観察した；完全抗原の認識の欠如は、外因的に添加されたESAT-6が、MHCクラスI抗原プロセシング経路によってプロセシングされるのではなく、ESAT-6に関して組み換えられたワクシニア・ウイルスがCD8 T細胞に提示すると考えられるためである。従って、ペプチド特異応答に、外因的に添加された抗原に対する応答が伴わなかった9人の個体において、ESAT-6に対するT細胞応答は、おそらくCD8により媒介されるものであった。
【０１１０】
健康な非蔓延地域居住者におけるESAT-6特異的T細胞およびCFP10特異的T細胞の欠如
過去の結核歴のない健康な成人UK居住者40人を、ESAT-6ペプチドおよびCFP10ペプチドに基づくIFN-γに関するエクスビボELISPOTアッセイ法により前向きに試験した。結核接触を報告したドナーはいなかった。図6Bは、CFP10ペプチドまたはESAT-6ペプチドに応答するドナーがいなかったことを示している。対照的に、40人中33人の対象が、IFN-γに関するエクスビボELISPOTアッセイ法においてPPDに応答し、存在量のメジアンは、PBMC 100万個当たり83個（四分位範囲：53〜215）のPPD特異的T細胞であり、それは、健康なインド人成人において見られたPPD特異的T細胞の存在量と極めて類似していた。非曝露UK居住者におけるPPD特異応答の高い有病率は、おそらく40人中33人がBCG予防注射を受けていたという事実を反映している。
【０１１１】
インド人の結核患者および健康成人におけるESAT-6およびCFP10のエピトープ・マッピング
多くのインド人の患者および健康成人が、複数のペプチドに応答した。そして、図7Aおよび7Bに例示されるように、ESAT-6は、分子のアミノ末端およびカルボキシ末端に集中している複数のT細胞エピトープを含有している。ペプチドESAT-61-15、ESAT-66-20、ESAT-616-30、ESAT-621-35、ESAT-631-45、ESAT-646-60、ESAT-651-65、ESAT-656-70、ESAT-666-80、ESAT-671-85、ESAT-676-90、およびESAT-681-95に対するT細胞系がインビトロで作製され、それぞれの場合に、ペプチド特異応答が、CD4 T細胞の免疫磁気的枯渇により抑止されたため（示されないデータ）、これらの高度に免疫原性のペプチドは大部分がCD4 T細胞エピトープである。本発明者らは、以前に、ペプチド4およびペプチド14の中の8merおよび9merのHLAクラスI拘束性CD8エピトープを同定したが、これらは、それぞれHLA-A6802およびHLA-B52により厳密に拘束されるため、小さい割合の感染者のみが応答する。これらのCD8エピトープとは対照的に、CD4エピトープの多くは、この研究において、150人の民族的に多様なインド人のうちの比較的大きな割合に由来するT細胞により認識された。これらのペプチドのうちの数個（ESAT-61-15、ESAT-66-20、ESAT-651-65、およびESAT-671-85）について、本発明者らは、以前に、ELISPOTアッセイ法においてCD4 T細胞への提示を阻止するために抗HLA-DR、HLA-DQ、およびHLA-DPモノクローナル抗体を使用した。これが試験された全ての結核患者および接触者（n＝14）において、応答はMHCクラスII拘束性であった。結核患者が応答したESAT-6エピトープのパターンは、健康な対象に関するものと類似している（図7Aおよび7B）。
【０１１２】
100人のムンバイ居住者における18個の重複CFP10ペプチドに対するT細胞応答のアッセイ法により、最初のCFP10のエピトープ地図が作製された（図7C）。これは2個の著しく免疫優性の領域、CFP51-70およびCFP71-90を明らかにし；健康なインド人のほぼ50％が、これらの2個の領域に由来するペプチドに応答した。インド人の15〜20％が、CFP16-30およびCFP41-60に応答し、そのことから、これらのペプチドが付加的な免疫原性領域として同定された。
【０１１３】
抗結核治療中のESAT-6ペプチド特異的IFN-γ分泌T細胞の存在量の進行的な低下
図8は、UKにおいて縦断的に追跡された、一連の培養により確認された結核例における（n＝5）、抗結核治療中のESAT-6ペプチド特異的IFN-γ分泌T細胞の存在量の進行的な下落を示している。患者は、全員、薬物感受性のM.ツベルクローシスの単離物を有しており、療法に良好に応答した。
【０１１４】
考察
本発明者らは、細菌学的に確認された活動性疾患を有する患者、および痰塗沫陽性結核例の潜伏感染TST陽性同居接触者において、ESAT-6特異的IFN-γ分泌T細胞を、M.ツベルクローシス感染の正確なマーカーとして同定した。CFP10は、ESAT-6と同じ種特異性を共有しており、従って、M.ボビスBCGの全ての株および環境ミコバクテリアの大多数には存在しない。ここで、本発明者らは、健康なインド人成人の試料の80％が、これらの2個のRD1によりコードされた抗原ESAT-6およびCFP10のうちの少なくとも1個に特異的な循環IFN-γ分泌T細胞を保有していることを証明している。これは、ムンバイ居住者の少なくとも80％が、M.ツベルクローシスの曝露を受けたかまたは感染していることを示唆する。全ての非曝露UK居住者におけるESAT-6特異的T細胞およびCFP10特異的T細胞の著しい欠如は、この結論を支持し、これらの対象40人中33人がBCG予防注射を受けていたという事実は、このアプローチが高度に特異的であり、BCG予防接種によって妨害されないことを支持する。全てのムンバイ居住者が、無症候であり、正常な胸部X線を有していたため、これらの個体におけるM.ツベルクローシス感染は、定義によると、活動性ではなく潜伏性であると考えられる。
【０１１５】
この集団におけるESAT-6特異的T細胞およびCFP10特異的T細胞の高い有病率は、インドに存在しUKには存在しないM.ツベルクローシスとは無関係な交差反応性環境抗原の曝露に起因するのであろうか？ ESAT-6由来ペプチドおよびCFP10由来ペプチドのSwissProtデータベースおよびトランスレイテッドGenBankデータベースの配列相同性探索は、これらのペプチドの配列が全て結核菌群のESAT-6およびCFP10にのみ限定されていることを示したため、本発明者らは、その可能性は低いと考える。しかしながら、esat-6遺伝子は、4個の非定型ミコバクテリア、M.カンサシー（kansasii）、M.スズルガイ（szulgai）、M.フラベセンス（flavescens）、およびM.マリナム（marinum）に存在している（従って、esat-6と同じオペロン内に存在するCFP10の遺伝子も、その可能性が高い）。従って、ESAT-6特異的応答およびCFP10特異応答は、これらの生物のうちの一つによる感染に起因するかもしれないと想像され得る。インドとUKとの間のESAT-6特異的応答およびCFP10特異応答の著しい相違を説明するためには、環境ミコバクテリアが、ムンバイにおいては広範囲の感染を引き起こすが、南イングランドには存在しない、のでなければならない。しかしながら、これらのミコバクテリアは、いずれも、この地理的な分泌に適合せず、熱帯気候と特に関連しているわけでもない。むしろ、M.カンサシーは、南イングランドにおいて患者から単離される最も一般的な非HIV関連非結核性ミコバクテリアであり、この領域の都市における水道水からの認識された単離物である。対照的に、これは地方の試験所による過少報告を反映している可能性もあるが、M.カンサシー疾患はムンバイからは報告されていない。従って、40人のUK居住者におけるRD1によりコードされた抗原に特異的なT細胞の欠如によると、M.カンサシー曝露が、UKとインドとの間の応答の差の原因である可能性は低い。M.マリナム感染は、通常、海水もしくは淡水の場において、または魚の取り扱い中に、外傷により獲得される；これらの筋書は、ムンバイの本発明者らの機関における保険健診に参加した会社幹部には稀であると考えられる。M.スズルガイおよびM.フラベセンスは、ヒトにおいては極めて稀な感染原因である。M.スズルガイは、UKを含む世界中の患者から単離されているが、環境単離物は報告されていない。M.フラベセンスは、数ヶ国のヨーロッパ諸国において水道設備中に見い出されており、従って、M.カンサシーと同様に、ムンバイ居住者におけるESAT-6およびCFP10への広範囲の感作、ならびにUKドナーにおける著しい感作の欠如を説明し得ない。
【０１１６】
ESAT-6およびCFP10に特異的な循環IFN-γ分泌T細胞は、事前のインビトロ刺激を必要とすることなく、エクスビボELISPOTアッセイ法においてIFN-γを放出したため、迅速なエフェクター機能を示すことができた。これは、循環エフェクターT細胞の高い存在量が、おそらくインビボの抗原との最近の遭遇により維持されているため、ドナーが、ESAT-6およびCFP10を分泌し続ける結核菌に潜伏感染していることを示唆する。ESAT-6およびCFP10の進行中の活発な分泌は、代謝的に活性な生存している桿菌を必要とするため、健康なドナーにおける循環ESAT-6特異的エフェクターT細胞およびCFP10特異エフェクターT細胞の存在は、それらが潜伏感染しており、過去の何らかの時点で曝露を受けただけではないことを示唆する。にもかかわらず、生存桿菌の非存在下で、樹状細胞におけるESAT-6およびCFP10の長期の持続の結果として、循環IFN-γ分泌T細胞が、反復的なインビボ刺激を受けるという可能性を除外することはできない。しかしながら、UKにおける結核患者の縦断的な追跡は、抗結核化学療法の過程でESAT-6ペプチド特異的IFN-γ分泌CD4 T細胞の存在量が進行的に低下することを示しており（図8）、このことから、これらのT細胞の存在量が、生存桿菌により分泌されたESAT-6によりインビボで維持されることが示唆される。
【０１１７】
インドにおけるTST調査は、広く変動する結果を与え、成人におけるTST陽性の有病率は38〜81％の範囲であった。この広い変動は、部分的には、使用されたPPD調製物の不充分な標準化、方法論の違い、皮膚試験結果の読み取りの不一致、誤分類、および経時的な遅延型過敏の不安定性を反映している。これらの限界は、本質的な不充分なPPDの特異性と共に、TST調査による潜伏M.ツベルクローシス感染の有病率の推定値を疑わしいものにする。本発明者らの新規な定量的アプローチは、過去のBCG予防接種によって妨害されず、環境ミコバクテリア感染により影響を受ける可能性が低い、より客観的な推定値を与えた。過去のTST調査が全て地方地区または都市スラム街において実施されたことを考慮すると特に、会社幹部における80％の有病率は、過去のTST調査に基づき予想されると考えられたものより高い。興味深いことに、RD1によりコードされた抗原に基づくELISPOTによる陽性結果の有病率は、TST調査において見られた性別間の違いと平行して、女性（22人中16人＝73％）よりも男性（78人中64人＝82％）の方が高かった。従って、この潜伏感染の有病率の推定値は、本発明者らの集団標本における相対的な裕福さおよび家庭内過密の欠如を考慮に入れると特に、男女共に予想外に高い。
【０１１８】
二つのRD1によりコードされた抗原を組み込んだIFN-γに関するELISPOTアッセイ法とは対照的に、PPDの使用は、ムンバイ居住者集団とUK居住者集団とを識別せず、これらの集団のそれぞれ98％および85％がPPDに応答した（図6Aおよび6B）。結核非曝露UK居住者におけるPPD特異応答の83％（40人中33人）という有病率は、40人中33人がBCG予防注射を受けたことに起因する可能性が極めて高い。従って、ESAT-6特異的T細胞およびCFP10特異的T細胞とは異なり、PPD特異的IFN-γ分泌T細胞は、潜伏感染している結核蔓延地域居住者と、BCG予防接種を受けた非曝露非蔓延領域居住者とを区別せず；このことから、高度に制限された種分布を有する定義された抗原を使用することの実際の利点が強調される。
【０１１９】
ESAT-6由来ペプチドのみを用いて試験された活動性結核を有する50人の患者のうち、80％が、エクスビボELISPOTによりESAT-6ペプチド特異的T細胞を有していた。この応答率が、47人中45人（96％）の患者が1個またはそれ以上のESAT-6由来ペプチドに応答した、UKにおいて募集された活動性結核を有する患者群において見出されたものより低い理由は明らかでないが、以下の三つの要因が妥当である可能性が高い。第一に、ペプチドESAT-61-15は、以前のUK研究において免疫優性の許容的に認識されたエピトープであり、患者の60％がこのペプチド単独に応答したが、ムンバイにおいては、患者のわずか25％が、このペプチドに応答する（図7A）。これは、おそらく、二つの集団の異なるHLAバックグラウンドを反映している。UK結核患者の50％がインド亜大陸の出身であったが、マハラシュトラ人である者はおらず、残りの50％はアフリカ系カリブ人または白人であった。インドにおいて募集された結核患者のうち、56％がマハラシュトラ人であり、残りはその他のインド民族群であった。従って、ペプチドESAT-61-15は、マハラシュトラ人においては稀なHLAクラスII分子により拘束されるのかもしれない。第二に、応答したムンバイ患者における全ESAT-6特異的T細胞の存在量のメジアン（PBMC 100万個当たり128個；四分位範囲：72〜208）は、ロンドン肺結核患者（PBMC 100万個当たり177個；四分位範囲：104〜392）よりも多少低かった。従って、ムンバイ患者は、極めて少数の循環ESAT-6特異的T細胞を有している可能性がより高く、特定の患者におけるESAT-6特異的T細胞の絶対存在量が、本発明者らのアッセイ法の閾値（PBMC 100万個当たり20個）未満であるならば、そのような患者はエクスビボELISPOTアッセイ法により検出されないと考えられる。第三に、応答しなかった2人のUKの患者は、悪液質を含む極めて進行した肺結核を有しており、そしてこれはUKの患者には稀であるが、ムンバイ患者の多くが、進行した病期を示した。興味深いことに、HIV感染症を有する結核患者の6人は、全員、エクスビボELISPOTにより検出可能なESAT-6ペプチド特異的T細胞を有していた。この予備結果は、HIV感染結核患者におけるESAT-6特異的T細胞の最初の証明であり、M.ツベルクローシス抗原特異的T細胞に関するエクスビボELISPOTアッセイ法の臨床的および疫学的な有用性が、HIV感染個体ですら維持され得ることを示唆している。
【０１２０】
最後に、健康な都市インド人におけるESAT-6特異的T細胞およびCFP10特異的T細胞の存在量、ならびに陽性応答の有病率も、極めて高かった（表3）。CFP10応答者についての全CFP10ペプチド特異的T細胞の存在量のメジアン（PBMC 100万個当たり158個；四分位範囲：84〜261）は、PPD応答者についてのPPD特異的T細胞の存在量のメジアン（PBMC 100万個当たり86個；四分位範囲：56〜222）よりも実際高かったが、全ESAT-6ペプチド特異的T細胞の存在量のメジアン（PBMC 100万個当たり86個；四分位間範囲：43〜156）は、PPDに関するものと類似していた。これらの応答の多くは、さらに、ESAT-6分子およびCFP10分子の中の個別の免疫優性領域に向けられていた（図7Aおよび7B）。活動性結核を有する患者における免疫応答は、おそらく、防御のみならず、病原および組織破壊にも寄与する。活動性結核を有しない、結核蔓延領域の居住者におけるこの強力な高度に集中的なT細胞応答は、これらのRD1によりコードされた抗原に特異的なT細胞が、必ずしも、活動性疾患自体とは関連していないことを示す。むしろ、潜伏感染健康対象におけるこれらのT細胞の存在は、インビボにおける長期的なM.ツベルクローシスのコントロールにおける防御的役割と一致している。
【０１２１】
結論として、本発明者らは、ムンバイの健康な成人100人中80人が、2個のRD1によりコードされたM.ツベルクローシス抗原に特異的なT細胞の高い存在量を有していることを証明したが、このことは、この都市集団の少なくとも80％が、M.ツベルクローシスに潜伏感染していることを示唆している。これは、精密に定義された種特異性を有する抗原を用いたT細胞に基づくアプローチを使用した、蔓延領域における潜伏M.ツベルクローシス感染の有病率の最初の推定値を表す。
【０１２２】
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【０１２３】
（表１）全参加者についての人口統計学的特徴およびPBMC 100万個当たりのESAT-6特異的IFN-γSFCの存在数のメジアン
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＊群内の全応答者についてのESAT-6ペプチド特異CD4 T細胞の数（全ペプチドの合計）のメジアン（C＋＝培養陽性；C−＝培養陰性；PTB＝肺結核；TBLN＝結核性リンパ節炎；HHC＝健康な同居接触者；UC＝非曝露対照；IQ範囲＝四分位範囲；ISC＝インド亜大陸）
【０１２４】
（表２）
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大部分のESAT-6由来ペプチドが、CD4 T細胞の標的である：そのペプチドに関してT細胞系が試験されたドナーの総数に対する割合として、免疫磁気的枯渇によりCD4陽性であることが示されたペプチド特異的T細胞系を有するドナーの数が示されている。エクスビボELISPOTにより計数されるような、ある種の免疫優性ESAT-6由来ペプチドに特異的なT細胞は、リンパ球増殖アッセイ法においては検出不可であった：15人の対象に由来するPBMCを、IFN-γに関するエクスビボELISPOTアッセイ法、および3つまたはそれ以上の刺激指数を陽性とした3H-チミジン取り込みアッセイ法において平行して試験した。
【０１２５】
（表３）健康な成人のインドおよびUKの居住者におけるIFN-γに関するエクスビボ酵素結合イムノスポット（ELISPOT）アッセイ法によるESAT-6由来ペプチドおよびCFP10由来ペプチド、ならびにPPDに対する応答の合計の要約（T細胞の存在量のメジアンとは、応答者のみにおける抗原特異的T細胞の存在量をさす）
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【０１２６】
（表４）
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【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】五つの異なる対象群についてのESAT-6ペプチド特異的IFN-γ分泌T細胞の存在量を示す。各丸は、個々の対象を表しており；ESAT-6ペプチド特異的T細胞の総数を与えるため、各ペプチドに対するIFN-γ分泌T細胞の存在量が合計された。結核接触および患者の大多数が応答し（表2）、ここには応答者のみが表されている。水平なバーは、各群についてのESAT-6ペプチド特異的T細胞の存在量のメジアンを表す。
【図２】ESAT-6ペプチド特異的IFN-γ分泌T細胞の存在量が、抗結核化学療法により低下することを示す（p＝0.005；n＝12）。治療過程の様々な時点で、エクスビボELISPOTにより計数されたような、各患者について合計されたESAT-6ペプチド特異的T細胞の数が示されている。ESAT-6ペプチド特異的IFN-γ分泌T細胞の全体的な存在量は、示された期間中、平均0.62（95％CI：0.37〜0.76）倍、（すなわち初期値の38％にまで）下落した。平均減衰速度は、1週当たり5.5％（95％CI：2.4〜8.4）であった。この低下は、追跡された患者群：C＋PTB（培養陽性肺結核：n＝4）；TBLN（結核性リンパ節炎：n＝3）、およびEPTB（肺外結核：粟粒、n＝1；胸膜、n＝2、骨髄炎、n＝1）全てについて観察された。1人のEPTB患者（NPH232：粟粒）については、T細胞存在量は初期には上昇し、次いで低下した。
【図３】88人の結核患者および接触者全てについてのエクスビボ・ペプチド特異的IFN-γELISPOT応答により定義されるようなESAT-6のCD4エピトープ地図を示す。各ペプチドに応答した対象の割合が示されており、それぞれの場合に、88人の対象が各ペプチドに対して試験された。rESAT-6抗原については、35人の結核患者および接触者が試験された。
【図４】免疫優性エピトープESAT-61-15およびESAT-671-85に対するCD4 T細胞応答が、HLA-DQ拘束性であることを示す。ペプチドESAT-61-15（図4A〜C）およびESAT-671-85（図4D、E）に特異的なIFN-γSFCは、抗HLA-DQ抗体により顕著に減ったが、HLA-DRまたはHLA-DPに対する抗体では減らなかった。ESAT-61-15については、健康な接触者NPH209に由来するエクスビボPBMC（4A）、健康な接触GM19に由来するESAT-61-15特異的T細胞系（4B）、およびTBLN患者NPH223に由来するESAT-61-15特異的T細胞系（4C）についての結果が示されている。ESAT-671-85については、健康な接触者GM19に由来するエクスビボPBMC（4D） 、およびTBLN患者NPH223に由来するESAT-671-85特異的T細胞系（4D）についての結果が示されている。それぞれの場合に、示されたIFN-γSFCの存在量は、2個の2通りのウェルについての平均である。
【図５】50人の培養により確認されたインド結核患者における、エクスビボ酵素結合イムノスポット（ELISPOT）アッセイ法により計数されたESAT-6ペプチド特異的IFN-γ分泌T細胞およびPPD特異的IFN-γ分泌T細胞の存在量を示す。各個体について、ESAT-6由来ペプチドの各々に対するペプチド特異的T細胞の数を合計した。
【図６】100人の健康な成人のインド、ムンバイ居住者（過去の結核歴がなく、正常な胸X線写真を有する）（A）および40人の健康な成人のUK居住者（B）における、エクスビボ酵素結合イムノスポット（ELISPOT）アッセイ法により計数されたESAT-6ペプチド特異的IFN-γ分泌T細胞およびCFP10ペプチド特異的IFN-γ分泌T細胞、ならびにPPD特異的IFN-γ分泌T細胞の存在量を示す。各個体について、ESAT-6由来ペプチドまたはCFP10由来ペプチドの各々に対するペプチド特異的T細胞の数を合計した。
【図７】ESAT-6およびCFP10のエピトープ地図を示す。インドの結核患者におけるESAT-6の地図（A）、健康なインドのムンバイに居住する成人におけるESAT-6のエピトープ地図（B）、および健康なインドのムンバイに居住する成人におけるCFP10のエピトープ地図（C）。各抗原について、特定のペプチドに応答する個体の数が、その抗原に応答する対象の総数の割合として表されている。
【図８】縦断的に追跡された一連の5人の培養により確認された結核患者における、抗結核化学療法中の、ESAT-6ペプチド特異的IFN-γ分泌T細胞の存在量の進行的な低下を示す。各個体について、エクスビボ酵素結合イムノスポット（ELISPOT）アッセイ法により計数されたESAT-6由来ペプチドの各々に対するペプチド特異的T細胞の数を、各時点で合計した。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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