(57)【要約】  本発明の実施形態は、肺炎球菌表面プロテインＡ（ＰｓｐＡ）のアルファヘリカルドメイン（ａＨＤ）およびプロリンリッチ領域（ＰＲＤ）の特異的な部分を含む新規の組換えタンパク質免疫原に関する組成物および方法であって、前記部分が連結されて、ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトが提供される、組成物および方法を提供する。ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを構成するａＨＤおよびＰＲＤタンパク質は、交差反応性を最大化し、広範な肺炎球菌の血清型に対する防御を提供するように選択される。また、少なくとも１つのａＨＤ  ＰＲＤコンストラクトを含む、ワクチンなどの免疫原性組成物は、非連結ａＨＤ部分を包含していてもよい。また、ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトをコードする組換え核酸分子、このような分子を含有するベクターおよび組換え宿主細胞、ａＨＤ−ＰＲＤ発現産物、組換え技術によりａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを発現させるためのこのような核酸分子の使用、ならびに好適な宿主における肺炎球菌疾患に対する免疫または防御応答を惹起させるための発現産物の使用も提供される。
2020502075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅの肺炎球菌表面プロテインＡ（ＰｓｐＡ）タンパク質のプロリンリッチドメイン（ＰＲＤ）の少なくとも一部分を含む免疫原性組成物であって、前記部分は、配列番号１２〜配列番号２７または配列番号８７〜配列番号１５７から選択されるアミノ酸配列からなるか、または前記部分は、配列番号１２〜配列番号２７または配列番号８７〜配列番号１５７の１つに少なくとも９０％同一なアミノ酸配列からなる、免疫原性組成物。
【請求項２】
Ｓ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅのＰｓｐＡタンパク質のアルファヘリカルドメイン（ａＨＤ）の少なくとも一部分を含む免疫原性組成物であって、前記部分は、配列番号２８〜配列番号３１、配列番号３３〜配列番号５８、配列番号６０、配列番号６２、配列番号６４、配列番号６６〜配列番号７５、配列番号７８、配列番号７９、配列番号８１、または配列番号１５９から選択されるアミノ酸配列からなるか；または前記部分は、配列番号２８〜配列番号３１、配列番号３３〜配列番号５８、配列番号６０、配列番号６２、配列番号６４、配列番号６６〜配列番号７５、配列番号７８、配列番号７９、配列番号８１、または配列番号１５９から選択されるアミノ酸配列に少なくとも９０％同一なアミノ酸配列からなる、免疫原性組成物。
【請求項３】
肺炎球菌表面プロテインＡ（ＰｓｐＡ）のプロリンリッチドメイン（ＰＲＤ）またはその一部分に連結された、ＰｓｐＡのアルファヘリカルドメイン（ａＨＤ）またはその一部分を含む、ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトと称される組換えタンパク質であって、前記組換えタンパク質は、抗原性または免疫原性を有し、前記コンストラクトは、天然に存在しない、組換えタンパク質。
【請求項４】
ａＨＤが、そのＮ末端でＰＲＤのＣ末端に連結されているか、またはＰＲＤが、そのＮ末端でａＨＤのＣ末端に連結されている、請求項３に記載の組換えタンパク質。
【請求項５】
ＰＲＤが、請求項１に記載のＰＲＤから選択される、請求項３または４に記載の組換えタンパク質。
【請求項６】
ａＨＤが、請求項２に記載のａＨＤから選択される、請求項３または４に記載の組換えタンパク質。
【請求項７】
そのＣ末端で１つのＰＲＤに連結された１つのａＨＤを含み、単一のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトである、請求項３、５、または６に記載の組換えタンパク質。
【請求項８】
そのＮ末端で１つのＰＲＤに連結された１つのａＨＤを含み、単一のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトである、請求項４、５、または６に記載の組換えタンパク質。
【請求項９】
前記ａＨＤおよび前記ＰＲＤが、Ｓ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅの同じ株由来であり、前記ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトが、天然に存在しない、請求項７または８に記載の組換えタンパク質。
【請求項１０】
前記ａＨＤおよび前記ＰＲＤが、Ｓ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅの異なる株由来である、請求項７または８に記載の組換えタンパク質。
【請求項１１】
前記ａＨＤ、前記ＰＲＤ、またはその両方が、天然に存在するいずれのａＨＤタンパク質またはＰＲＤまたはポリペプチドとも同一ではないが、免疫原性を強化するアミノ酸の置換、欠失、または付加を包含する、請求項７または８に記載の組換えタンパク質。
【請求項１２】
前記組換えタンパク質のアミノ配列が、配列番号１、配列番号２、配列番号３、配列番号４、または配列番号１５８に示されるアミノ酸配列からなるか、または配列番号１、配列番号２、配列番号３、配列番号４、または配列番号１５８に示される配列に少なくとも９０％同一なアミノ酸配列からなる、請求項３に記載の組換えタンパク質。
【請求項１３】
請求項３から１２のいずれか一項に記載の複数の組換えタンパク質を含む組成物。
【請求項１４】
３つの異なる組換えａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを含む、請求項１３に記載の組成物。
【請求項１５】
配列番号１、配列番号３、および配列番号４のアミノ酸配列からなる、または配列番号１、配列番号３、および配列番号４のアミノ酸配列に少なくとも９０％同一なアミノ酸配列からなるタンパク質である３つの組換えタンパク質を含む、請求項１４に記載の組成物。
【請求項１６】
配列番号２、配列番号３、および配列番号４のアミノ酸配列からなる、または配列番号２、配列番号３、および配列番号４のアミノ酸配列に少なくとも９０％同一なアミノ酸配列からなるタンパク質である３つの組換えタンパク質を含む、請求項１４に記載の組成物。
【請求項１７】
配列番号３、配列番号４、および配列番号１５８のアミノ酸配列からなる、または配列番号３、配列番号４、および配列番号１５８のアミノ酸配列に少なくとも９０％同一なアミノ酸配列からなるタンパク質である３つの組換えタンパク質を含む、請求項１４に記載の組成物。
【請求項１８】
請求項３から１７のいずれか一項に記載の、少なくとも１つの組換えタンパク質または組成物を含む免疫原性組成物。
【請求項１９】
少なくとも１つの非連結組換えａＨＤタンパク質をさらに含む、請求項１８に記載の免疫原性組成物。
【請求項２０】
２つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトおよび１つの非連結ａＨＤタンパク質を含む、請求項１８に記載の免疫原性組成物。
【請求項２１】
２つの前記ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトが、配列番号３、配列番号４、または配列番号１５８のアミノ酸配列からなるコンストラクト；または配列番号３、配列番号４、または配列番号１５８に少なくとも９０％同一なアミノ酸配列からなるコンストラクトから選択される、請求項２０に記載の免疫原性組成物。
【請求項２２】
２つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトが、配列番号３および配列番号４のアミノ酸配列からなるか；または配列番号３および配列番号４に少なくとも９０パーセント同一なアミノ酸配列からなり；非連結ａＨＤタンパク質が、ＰｓｐＡファミリー１のＰｎｅｕｍｏｃｏｃｃａｌ  ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ株のａＨＤから選択される、請求項２１に記載の免疫学的組成物。
【請求項２３】
前記非連結ａＨＤタンパク質が、配列番号１５９のアミノ酸配列からなるか、または配列番号１５９に少なくとも９０％同一なアミノ酸配列からなる、請求項２２に記載の免疫学的組成物。
【請求項２４】
１つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトおよび２つの非連結ａＨＤタンパク質を含む、請求項１８に記載の免疫学的組成物。
【請求項２５】
前記ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトが、ＰｓｐＡファミリー１の株由来のａＨＤからなる、請求項２４に記載の免疫学的組成物。
【請求項２６】
前記ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトが、配列番号１５８のアミノ酸配列からなるか、または配列番号１５８に９０％同一なアミノ酸配列からなるタンパク質である、請求項２５に記載の免疫学的組成物。
【請求項２７】
前記２つの非連結ａＨＤタンパク質が、クレード３のＰｓｐＡ、クレード４のＰｓｐＡ、またはクレード５のＰｓｐＡのａＨＤタンパク質から選択され、さらに、各選択されたａＨＤタンパク質が、異なるクレード由来である、請求項２５に記載の免疫学的組成物。
【請求項２８】
前記非連結ａＨＤタンパク質の１つが、ＰｓｐＡファミリー１の肺炎球菌株のａＨＤであり、前記非連結ａＨＤタンパク質の１つが、ＰｓｐＡファミリー２の肺炎球菌株のａＨＤである、請求項２４に記載の免疫学的組成物。
【請求項２９】
前記非連結ａＨＤタンパク質の１つが、配列番号１５９のアミノ酸配列からなるか、または配列番号１５９に少なくとも９０％同一なアミノ酸配列からなる、請求項２８に記載の免疫学的組成物。
【請求項３０】
前記ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトが、配列番号３もしくは配列番号４に示されるアミノ酸配列からなるか、または配列番号３もしくは配列番号４に少なくとも９０％同一なアミノ配列からなるタンパク質である、請求項２８に記載の免疫学的組成物。
【請求項３１】
請求項１７から３０のいずれか一項に記載の、少なくとも１つの免疫原性組成物を含むワクチン。
【請求項３２】
アジュバントをさらに含む、請求項１７から３０のいずれか一項に記載の、少なくとも１つの免疫原性組成物を含むワクチン。
【請求項３３】
筋肉内投与のために製剤化された、請求項３１または３２に記載のワクチン。
【請求項３４】
粘膜投与のために製剤化されており、該粘膜投与は、鼻腔内、経口、または気管支投与である、請求項３１または３２に記載のワクチン。
【請求項３５】
粘膜投与のための親水性多糖類中に封入された、少なくとも１つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを含み、該親水性多糖類は、カチオン性コレステリル基を有するプルラン（ｃＣＨＰ）を含むナノゲルである、請求項３１または３２に記載のワクチン。
【請求項３６】
組換え免疫原性ａＨＤ−ＰＲＤタンパク質コンストラクト中への組み入れのために、肺炎球菌表面プロテインＡ（ＰｓｐＡ）のアルファヘリカルドメイン（ａＨＤ）およびＰｓｐＡのプロリンリッチドメイン（ＰＲＤ）を選択するためのプロセスであって、
（ａ）ＰｓｐＡの第１のファミリー内の第１のクレードから第１のａＨＤを選択し、第１のＰＲＤグループから第１のＰＲＤを選択する工程；および任意選択で、
（ｂ）ＰｓｐＡの第１または第２のファミリー内の第２のクレードから第２のａＨＤを選択し、第２のＰＲＤグループから第２のＰＲＤを選択する工程；および任意選択で、
（ｃ）工程（ａ）または（ｂ）で選択されたクレードまたはファミリーと異なるクレードまたはファミリーから第３のａＨＤを選択し、第３のＰＲＤグループから第３のＰＲＤを選択する工程
を含む、プロセス。
【請求項３７】
少なくとも１つのａＨＤが、ＰｓｐＡファミリー１のクレード１または２から選択され、任意選択で、少なくとも１つのａＨＤが、ＰｓｐＡファミリー２のクレード３、４または５から選択される、請求項３６に記載のプロセス。
【請求項３８】
少なくとも１つのａＨＤが、ＰｓｐＡファミリー１のクレード１または２から選択され、少なくとも１つのａＨＤが、ＰｓｐＡファミリー２の第１のクレードから選択され、少なくとも１つのａＨＤが、ＰｓｐＡファミリー２の第２のクレードから選択される、請求項２４に記載のプロセス。
【請求項３９】
請求項３から３０のいずれか一項に記載の組換えタンパク質をコードする組換え核酸分子。
【請求項４０】
配列番号８２、配列番号８３、配列番号８４、配列番号８５、または配列番号１６０に少なくとも９０％同一なヌクレオチド配列からなる、請求項３９に記載の組換え核酸分子。
【請求項４１】
請求項３９または４０に記載の核酸分子を含む発現カセット。
【請求項４２】
請求項３９もしくは４０に記載の核酸分子または請求項４１に記載の発現カセットを含むベクター。
【請求項４３】
請求項４２に記載のベクターを含む宿主細胞。
【請求項４４】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の組換えタンパク質をさらに含む、請求項４３に記載の宿主細胞。
【請求項４５】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の組換えタンパク質を発現させるためのプロセスであって、遺伝子改変された微生物または他の生物学的な発現系で、前記ポリペプチドをコードするＤＮＡを発現させることを含む、プロセス。
【請求項４６】
請求項１８から３０のいずれか一項に記載の免疫原性組成物を含むワクチンであって、Ｓ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａに対する防御免疫応答を強化する少なくとも１種の追加の抗原をさらに含む、ワクチン。
【請求項４７】
前記追加の抗原が、ニューモリシンまたはノイラミニダーゼの少なくとも１つである、請求項４６に記載のワクチン。
【請求項４８】
請求項１８に記載の免疫原性組成物を含むワクチンであって、少なくとも１種の他の抗原をさらに含み、該請求項１８に記載の免疫原性組成物が、他の抗原に対する免疫原性応答を強化する、ワクチン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２０１６年１２月３日付けで出願された米国仮特許出願第６２／４２９，７８２号の優先権の利益を主張し、該仮特許出願はあらゆる目的のために本出願中に包含されている。
【０００２】
政府のライセンスの権利
本発明は、ＮＩＨ／ＮＩＡＩＤによって付与された認可番号Ｒ０１ＡＩ１１８８０５号および２Ｒ５６ＡＩ０２１５４８号に基づく政府支援を受けてなされた。政府は、本発明において一定の権利を有する。
【０００３】
配列表
本出願は、ＡＳＣＩＩフォーマットで同時に提出された配列表を含有し、その全体が本明細書の一部として組み入れられる。
【０００４】
分野
本発明の実施形態は、組換え肺炎球菌タンパク質、それを発現する組換え遺伝学的コンストラクト、ならびにそのタンパク質を含む抗原、免疫原、およびワクチンに関する。
【背景技術】
【０００５】
Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅは、肺炎球菌としても公知であり、世界的に細菌性肺炎による死の主な原因である。これはまた、侵襲性肺炎球菌疾患（ＩＰＤ）として分類される状態である髄膜炎および細菌性血液感染（敗血症）の主な原因でもある。その犠牲者は、主として若い子供と高齢成人である。米国では、ワクチンが広く普及している今日でさえ、年間約５０，０００ケースの肺炎球菌性菌血症および５０００ケースの髄膜炎が生じている。これらの患者のうち２５％を超える患者が死亡し、髄膜炎の生存者は通常、永久的に障害を有し、毎年１２０，０００人を超える米国人が、敗血症が確認されていない肺炎球菌性肺炎のために入院する。加えて肺炎球菌は、小児の中耳炎の主な原因である。
【０００６】
現在承認済みのワクチンは、タンパク質担体にコンジュゲートした数種の肺炎球菌表面多糖類（莢膜抗原としても公知）（肺炎球菌コンジュゲートワクチン：ＰＣＶ）またはコンジュゲートしていないもの（肺炎球菌多糖類ワクチン：ＰＰＳＶ）のいずれかを含む。８０種を超える肺炎球菌の血清型があり、それぞれ莢膜抗原によって特徴付けられる。そのため現行のＰＶＣは数種の血清型に対して有効であるにもかかわらず、莢膜抗原の大部分がワクチンに全く包含されていないため、それらは一般的に疾患に対する広範な防御を提供しない。数々の国からのデータから、ＰＣＶ導入後、ＩＰＤの発生率はＰＣＶより前の時代のレベルの１０％未満に劇的に低下したが、近年、乳児では、ＩＰＤ率がＰＣＶより前の時代のレベルの半分を超えており、高齢成人では、ＰＣＶより前の時代のレベルより高いことが示される。この増加は、ほぼ完全にＰＣＶが対応していない肺炎球菌の血清型が原因である。したがって、現在提供されているものより肺炎球菌疾患に対してよりカバー範囲が広いワクチンへの必要性が益々高まっている。最後に、ＰＰＳＶについては、これらのワクチンは、子供では防御免疫応答を誘導せず、高齢成人では、このワクチンに包含される２３種の莢膜抗原に対して弱から中程度の応答しか誘導しない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態は、交差反応性を最大化し、広範な肺炎球菌の血清型に対する防御を提供する新規のタンパク質免疫原を提供する。より具体的には、本明細書に記載される組換えコンストラクトは、Ｓ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅによって引き起こされる肺炎、髄膜炎、および敗血症などを含む肺炎球菌疾患に対する広範な免疫性を提供することができる肺炎球菌表面プロテインＡ（ＰｓｐＡ）の、選択され、連結された部分を提供する。特に、これらの実施形態は、アルファヘリカルドメイン（ａＨＤ）、またはその部分、およびプロリンリッチドメイン（ＰＲＤ）、またはその部分を含む新規の組換え抗原性および免疫原性タンパク質を提供し、各ドメインは異なる肺炎球菌株のＰｓｐＡタンパク質由来であり；該組換えタンパク質は、本明細書ではａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトと称される。本発明の実施形態はまた、少なくとも１つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクト、例えば１、２、３、または４つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを含むワクチンも提供する。本ワクチンは、ＰＲＤポリペプチドに連結されていない組換えａＨＤタンパク質をさらに含んでいてもよい。１つより多くのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを含むワクチンにおいて、各コンストラクトのそれぞれのＰＲＤ部分は、１、２、または３つの異なるＰＲＤグループから選択することができ、これらのグループは、これまでに特徴付けられていない。加えて、本発明の実施形態は、ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを構成するアミノ酸をコードする核酸分子（例えば、ＤＮＡ）；このような核酸分子を含むベクター；このような核酸分子またはベクターを含む組換え宿主細胞；このような核酸分子の発現産物；組換え技術によりａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを発現させるためのこのような核酸分子の使用；および好適な宿主における肺炎球菌疾患に対する免疫または防御応答を惹起させるための発現産物の使用を提供する。
【０００８】
本発明の実施形態の一態様は、抗原性ａＨＤタンパク質および抗原性ＰＲＤポリペプチドの組合せからなる人工キメラタンパク質、すなわちａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを提供する。言い換えれば、特定の実施形態は、肺炎球菌疾患に対する免疫応答を誘導することが可能なＰｓｐＡのプロリンリッチドメインまたはその部分（ＰＲＤ）と連結されたＰｓｐＡのアルファヘリカルドメインまたはその部分（ａＨＤ）（すなわち、融合またはキメラタンパク質）（以下、ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクト）を提供する。一部の実施形態において、ａＨＤは、直接の末端と末端のペプチド結合でＰＲＤに連結されており、すなわち、ａＨＤのＣ末端は、ペプチド結合によってＰＲＤのＮ末端に直接連結される。一部の実施形態において、ａＨＤおよびＰＲＤは、ペプチド「リンカー」を介して連結される。他の実施形態において、ａＨＤおよびＰＲＤは、化学成分を介して連結またはコンジュゲートされる。一部の実施形態において、免疫原性ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトまたはａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトの組合せは、ワクチンの構成要素として使用される場合、肺炎球菌疾患に対する防御免疫を提供する。他の実施形態において、ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトおよび非連結ａＨＤの組合せは、ワクチンの構成要素として使用される場合、肺炎球菌疾患に対する防御免疫を提供する。
【０００９】
別の態様は、複数のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクト中に包含させるためのａＨＤおよびＰＲＤを選択するためのプロセスであって、病原性の肺炎球菌に対する防御的な交差反応性の尤度を最大化する、選択プロセスを提供する。特に、３つの異なるＰＲＤグループの１つを含むａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトは、これらのＰＲＤをいずれかのグループに特徴付けるアミノ酸配列のパターンに基づき選択することができる。一実施形態において、プロセスは、（ａ）第１のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクト中への包含のために、肺炎球菌の血清型の第１のファミリー内の第１のクレードから第１のａＨＤを選択し、第１のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクト中への包含のために、ＰＲＤ血清型の第１のグループから第１のＰＲＤを選択すること；および（ｂ）第２のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクト中への包含のために、肺炎球菌の血清型の第１または第２のファミリー内の第２のクレードから第２のａＨＤを選択し、第２のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクト中への包含のために、ＰＲＤ血清型の第２のグループから第２のＰＲＤを選択することを含む。このプロセスを繰り返して、複数のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを設計するためにａＨＤおよびＰＲＤの追加の異なる対を選択することができる。
【００１０】
さらなる実施形態は、少なくとも１つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを含む組成物を補充するために、少なくとも１つの追加のａＨＤを選択するためのプロセスを提供し、該プロセスにおいて、ａＨＤは、ＰＲＤに連結されておらず、該非連結ａＨＤは、肺炎球菌株のカバー範囲の拡張のために免疫原性の交差反応性を増加させるべく選択される。例えば、補充されたａＨＤは、ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトに提示されないクレードまたはファミリーから選択することができる。
【００１１】
具体的な実施形態は、複数のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを含む抗原性組成物、免疫原性組成物、またはワクチンであって、ａＨＤおよびＰＲＤは、本明細書に記載されるプロセスに従って選択される、抗原性組成物、免疫原性組成物、またはワクチンを提供する。さらなる具体的な実施形態は、３つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを含む免疫原性組成物またはワクチンであって、ａＨＤおよびＰＲＤは、本明細書に記載されるプロセスに従って選択される、免疫原性組成物またはワクチンを提供する。
【００１２】
少なくとも１つの実施形態は、本明細書に記載されるタンパク質またはコンストラクトの少なくとも１つ、例えば、少なくとも１つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクト、および少なくとも１つのアジュバントを含む免疫原性組成物またはワクチンを提供する。該ワクチンは、少なくとも１つの補充された非連結ａＨＤをさらに含んでいてもよい。
【００１３】
本発明の実施形態の別の態様は、本明細書に記載されるワクチンのための製剤および送達プロセス、例えば、投与に好適な製剤およびこのようなワクチン製剤を投与する方法を提供する。一実施形態は、本明細書に記載される、すなわち筋肉内（ＩＭ）注射のために製剤化された少なくとも１つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを含むワクチンを提供する。別の実施形態は、粘膜投与のために製剤化された本明細書に記載されるワクチンを提供し、具体的な実施形態は、鼻腔内（ＩＮ）、経口（例えば、舌下［ＳＬ］）に、またはスプレーによって肺気管支に投与できる製剤を提供する。具体的な実施形態は、粘膜表面への投与のための、ナノゲル中に閉じ込められた少なくとも１つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを含むワクチンを提供する。例えば、該ナノゲルは、カチオン性コレステリル基を有するプルラン（ｃＣＨＰ）を含んでいてもよい。
【００１４】
本発明の実施形態のさらなる態様は、他の抗原を含む、抗原性または免疫原性の組合せに関する。少なくとも１つの実施形態は、少なくとも１つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトおよび少なくとも１種の他の抗原を含むワクチンまたは免疫原性組成物であって、他の抗原は、Ｓ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａに対する免疫応答を強化する、ワクチンまたは免疫原性組成物を提供する。具体的な実施形態は、少なくとも１つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトおよび少なくとも１つの他のＳ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ抗原、例えばニューモリシンまたはノイラミニダーゼを含む、Ｓ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａに対するワクチンを提供する。
【００１５】
本発明の実施形態の別の態様は、遺伝子改変された微生物などを含む遺伝子改変された細胞を使用してａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを発現させるプロセスを提供する。したがって、一実施形態は、抗原性または免疫原性ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトをコードする組換え核酸（ポリヌクレオチド）（例えばＤＮＡ分子）を提供する。一実施形態は、本明細書に記載されるａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトをコードする単離された合成ＤＮＡ分子または組換えＤＮＡ分子（ｃＤＮＡおよび半合成ｃＤＮＡなど）を提供する。
【００１６】
本明細書に記載される組換えａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトは、Ｓ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅによって引き起こされる肺炎、髄膜炎、および敗血症などの肺炎球菌疾患に対する広範な免疫性を提供することができるＰｓｐＡの選択された部分を提供する。特に、これらの実施形態は、ＰｓｐＡのアルファヘリカルドメイン（ａＨＤ）およびプロリンリッチドメイン（ＰＲＤ）を含む抗原および免疫原；ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを構成するアミノ酸配列をコードする遺伝子または遺伝子の部分、組換え技術によりａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを発現させるためのこれらの使用、およびそれらのワクチンにおける使用を提供する。本発明の実施形態はまた、これらのａＨＤ−ＰＲＤ免疫原性コンストラクトの１つまたは複数を含むワクチンにも関する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ＰｓｐＡドメインの構造および肺炎球菌の細菌表面に対するＰｓｐＡの図式化した関係を例示する図であり、ａＨＤ、ＰＲＤ、およびコリン結合領域の位置および相対的なサイズ、ならびにＳ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅの表面構造に対するＰｓｐＡの関係が示される。
【図２Ａ】１３６種の肺炎球菌株のＰｓｐＡタンパク質のａＨＤ中のクレード定義領域（ｃｌａｄｅ  ｄｅｆｉｎｉｎｇ  ｒｅｇｉｏｎ：ＣＤＲ）のアミノ酸相同性に従って分析およびグループ分けした上記肺炎球菌株をマッピングしたツリー構造図の実施形態である。ファミリーのグループも示される。いずれか２つの株をつなぐ垂直線の長さの合計（またはいずれか２つのクレードの平均）がＣＤＲ配列に沿ったいずれかの位置におけるアミノ酸置換の尤度に比例する、すなわちＣＤＲ相同性における違いの程度に比例するように、ツリー図を構築した。基準バーの長さは、分析された１３６種のいずれかの間の垂直方向の同じ長さの距離に対してサイト当たり平均０．２個の単一の対のアミノ酸の置換に相当する。実施例２を参照されたい。矢印は、ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトの４つの実施例の実施形態で使用されたａＨＤ／ＣＤＲペプチドの由来する株を示す。
【図２Ｂ】図２Ａの分解図であり、それらのＰｓｐＡタンパク質におけるグループ１のＰＲＤを有する株（薄灰色の書体（ｔｙｐｅｆａｃｅ））を示す（図３Ａ〜図３Ｄを参照）。
【図２Ｃ】グループ２のＰＲＤを有する株（黒色の書体）を示す図である。
【図２Ｄ】グループ３のＰＲＤを有する株（灰色の書体）を示す図である。
【図３Ａ】１３６種の肺炎球菌株（図２Ａの場合と同じ株）のＰｓｐＡタンパク質のＰＲＤ間のアミノ酸相同性に従ってグループ分けした肺炎球菌株の新規のツリー図の実施形態を示す図である。これは、本発明者らの知る限り、この様式でＰＲＤを特徴付けて、３つのＰＲＤグループを解明した初めてのことである。グループ１：太字のイタリックの書体；グループ２：太字の書体；グループ３：プレーンな書体；矢印は、示された通りａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトの４つの実施形態のＰＲＤ構成要素を提供した株を示す。
【図３Ｂ】ＰＲＤグループ１のメンバーを示す図３Ａの分解図である。
【図３Ｃ】ＰＲＤグループ２のメンバーを示す図である。
【図３Ｄ】ＰＲＤグループ３のメンバーを示す図である。図３Ａにおける書体は、どのようにＰＲＤ間の多様性を分類できるかを明示し、この情報は、各グループを網羅し、少なくともそのグループ間の交差反応性を提供するワクチンの構成要素を設計するのに使用することができる。各ＰＲＤグループ中の多数の反復モチーフに加えてＰＲＤ長さのバリエーションのために、株／グループをつなぐ垂直線の合計の長さは、図２におけるＣＤＲで可能であったように、種／グループ間の部位特異的な単一の対のアミノ酸置換の尤度を確実には推測しない。
【図４】組換えａＨＤ−ＰＲＤ融合タンパク質の実施例の実施形態を生産するように遺伝子操作された宿主細菌からの３つの発現産物の高純度分析（（ＬＤＳ−ＰＡＧＥ）を例示する図である。レーンＭ：タンパク質標準；レーン１：１μｇ／レーン；レーン２：５μｇ／レーン；レーン３：１０μｇ／レーン。
【図５】コンストラクト１つ当たりの抗原特異的な血清の濃度によって特徴付けられた交差反応性を示す図である。血清抗原特異的なＩｇＧのＥＬＩＳＡタイター（逆数のｌｏｇ２）を、３つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクト（ＰｓｐＡ０１．１、ＰｓｐＡ０２、またはｐｓｐＡ０３）のそれぞれに対して、単一のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクト（コンストラクト１つ当たり２匹のウサギ、それぞれコンストラクトおよび接尾辞「Ｒ１」または「Ｒ２」により命名した）でウサギＩＭを免疫化することによって決定した。非免疫化コンストラクトに対して生じたタイターは、非類似のＰｓｐＡ抗原に対する交差反応性の程度を示す。実施例４を参照されたい。
【図６Ａ−Ｂ】代表的なａＨＤ−ＰＲＤコンストラクト（ｎ＝５匹／グループ、バーは、標準偏差を示す。３つのコンストラクトのそれぞれにつき２つの用量レベル［図６Ａ：３μｇ／用量、図６Ｂ：１０μｇ／用量］）それぞれでＩＭにより免疫を行った後のマウス（ｎ＝５匹／グループ）における、初回（白色）およびブースト（黒色）での抗原特異的な血清のＩｇＧ応答を示す図である。ｙ軸：逆数のｌｏｇ２のＥＬＩＳＡタイター；バーは、標準偏差を示す。これらのデータは、強い抗原特異的な全身ＩｇＧ応答を惹起させるＩＭ免疫化の能力を示している。
【図７Ａ−Ｂ】代表的なｃＣＨＰ−ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトそれぞれでＩＮによる免疫（ナノゲル製剤の経鼻投与）を行った後のマウス（ｎ＝５匹／グループ）における、初回（白色）およびブースト（黒色）での抗原特異的な血清ＩｇＧ応答を示す図である。ナノゲル複合体（すなわち、ｃＣＨＰ−ａＨＤ−ＰＲＤ）を、２つの異なる温度（図７Ａ：４０℃；図７Ｂ：５０℃）での熱処理によって製剤化した。ｙ軸：逆数のｌｏｇ２のＥＬＩＳＡタイター；バーは、標準偏差を示す；免疫化抗原を基準とする。これらのデータは、経鼻投与されたナノゲルに製剤化された抗原それぞれの、強い全身の抗原特異的なＩｇＧ応答を惹起させる能力を示している。
【図８Ａ−Ｂ】一緒に投与された３つの実施例のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクト（ｎ＝６０匹／グループ、アラムを用いて製剤化されたＩＭ用量、ナノゲルを用いて製剤化されたＩＮ用量）でのＩＭ（図８Ａ）またはＩＮ（図８Ｂ）での免疫（ブーストを包含する）を行った後のマウスにおける抗原特異的な血清ＩｇＧ応答を示す図である。ｙ軸：逆数のｌｏｇ２のＥＬＩＳＡタイター；バーは、標準偏差を示す；ＩＭまたはＩＮグループにおける免疫化抗原を基準とする。これらのデータは、ａＨＤ−ＰＲＤ抗原の組み合わされた投与は、強い全身の抗原特異的なＩｇＧ応答を惹起すること、およびＩＮ−ナノゲル投与によって生じた応答は、ＩＭ投与によって生じた応答と同等であることを示す。
【図９】対照マウス（免疫化されていない）および３つの代表的なａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトの混合物に対して免疫化されたマウス（ＩＭまたはＩＮ；ｎ＝１０匹／グループ）における、５つの肺炎球菌株を用いた鼻腔内攻撃後の生存曲線を示す図である。ｙ軸：生存パーセント；ｘ軸：以下の株：ＢＧ８８３８株：１×１０８コロニー形成単位（ＣＦＵ）；Ａ６６．１株：１×１０５ＣＦＵ；ＢＧ１２７３０株：１×１０８ＣＦＵ；３ＪＹＰ２６７０株：１×１０６ＣＦＵ；ＡＴＣＣ６３０３株１×１０７ＣＦＵの菌のマウス１匹当たりに鼻腔内感染後の日数。〇対照；▲ＩＮ；■ＩＭ；＊ＰＣＶ１３およびＰＰＳＶ２３でのカバーが不十分；＊＊ＰＰＳＶ２３でのカバーなし。これらのデータは、３つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトでのＩＭまたはＩＮ−ナノゲル免疫化は、肺炎球菌疾患からの防御をもたらすことを示唆する。防御は、ワクチン抗原に提示されないＰｓｐＡのａＨＤクレードを有する株、および現在のワクチンが対応していない莢膜型に対してまでも拡大する。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は本明細書に記載される特定の手法、プロトコール、および試薬などに限定されず、したがって変更が可能であることが理解されるものとする。本明細書で使用される用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものであり、発明の範囲を限定することは意図されず、その範囲は特許請求の範囲によってのみ定義される。
【００１９】
特定された全ての特許および他の公報は、例えば、本発明と関連して使用できるこのような公報に記載された手法を説明および開示する目的で参照により本明細書に組み入れられるが、本明細書で示された定義と矛盾する用語の定義は提供されないものとする。これらの公報は、本出願の出願日前にそれらが開示されたために提供されているにすぎない。これに関するいかなる部分も、先行発明に基づき、または他の何らかの理由で発明者らがこのような開示に先行する権利がないことの承認として解釈されないものとする。これらの文書の日付に関する全ての記述または内容に関する表示は、出願人が利用できる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さに関するいかなる承認も構成しない。
【００２０】
単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、本明細書および特許請求の範囲で使用される場合、文脈上明らかに別段の指示がない限り複数形の指示物を包含する。本明細書にわたり、別段の指定がない限り、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および「含むこと」は、述べられた整数または整数の群が、１つまたは複数の他の述べられていない整数または整数の群を包含し得るように、排他的にというより包括的に使用される。用語「または」は、例えば「いずれか」によって修飾されない限り、包括的である。したがって、文脈上別段の指示がない限り、言葉「または」は、具体的に列挙されたもののいずれか１つのメンバーを意味し、さらにその列挙したもののメンバーのあらゆる組合せも包含する。
【００２１】
抗原に対する担体分子（例えば、ナノゲル）またはアジュバント（例えば、アラム）の比率、これらの担体分子、アジュバントおよび抗原の正確な組成、および製剤プロセスに多少のばらつきがあるため、全ての値はおよその値である。したがって、機能的な実施例の場合、または別段の指示がある場合を除き、本明細書で使用される量を表す全ての数値または反応条件は、そうではないことが述べられない限り、全ての場合において用語「約」で修飾されていると理解されるべきであり、「約」は、一般的に、指示された値の±１％を指すが、当業者によって関連する状況で容認される場合、指示された値の±５％または±１０％も許容されることがある。
【００２２】
組換えＤＮＡ技術は、当業界で公知の標準的なプロトコールに従って行うことができる。例えば、Ｓａｍｂｒｏｏｋら、ＭＯＬＥＣＵＬＡＲ  ＣＬＯＮＩＮＧ：ＬＡＢ．ＭＡＮＵＡＬ（第２版、Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂ．Ｐｒｅｓｓ、ＮＹ、１９８９）；Ａｕｓｕｂｅｌら、ＣＵＲＲＥＮＴ  ＰＲＯＴＯＣＯＬＳ  ＭＯＬＥＣ．ＢＩＯＬ．（１９９４年および改訂版）；ＤＮＡ  ＣＬＯＮＩＮＧ：ＰＲＡＣＴＩＣＡＬ  ＡＰＰＲＯＡＣＨ、１〜４巻（ＧｌｏｖｅｒおよびＨａｍｅｓ編、ＩＲＬ  Ｐｒｅｓｓ  １９９５、１９９６）、Ｃｒｏｙ、ＰＬＡＮＴ  ＭＯＬＥＣ．ＢＩＯＬ．ＬＡＢＦＡＸ（ＢＩＯＳ  Ｓｃｉ．Ｐｕｂ．Ｌｔｄ．およびＢｌａｃｋｗｅｌｌ  Ｓｃｉ．Ｐｕｂ．、ＵＫ、１９９３）；ＷＯ２０１５０８９５８７を参照されたい。
【００２３】
項目は、単に便宜上提供されたものであり、本発明の限定として決して解釈されないものとする。別段の指定がない限り、本明細書で使用される全ての専門用語や科学用語は、当業者に一般的に理解される意味と同じ意味を有する。本明細書で使用される用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものであり、発明の範囲を限定することは意図されず、その範囲は特許請求の範囲によってのみ定義される。本発明の開示をより容易に理解できるようにするために、特定の用語が定義される。追加の定義は、詳細な説明中で明示される。
【００２４】
抗原は、免疫応答の生成物によって認識される物質である。適切な条件下で、抗原は、免疫原として作用し、体内で特異的な免疫応答を誘導することが可能であり、したがって抗原は、その応答の生成物と反応することが可能である。一般的に言えば、特異的な免疫応答の生成物は、抗原に特異的に結合する抗体、または抗原と反応するように感作されたＴリンパ球であり得る。抗原としては、細菌、ウイルス、真菌、または他の微生物の、タンパク質またはその部分（ポリペプチドまたはペプチド）、核酸または多糖類などの外来物質が挙げられる。
【００２５】
交差反応性は、一般的に、特定の抗原に対する免疫応答が他の抗原にも応答する程度を意味する。最も防御的な応答を惹起する抗原または病原体はしばしば、構造が多様である傾向がある。感染性微生物に対する防御応答を生じるように意図されたワクチンのケースにおいて、交差反応性は、典型的には、ワクチン中の特定の抗原に対する免疫応答が、免疫化抗原だけでなく、病原微生物の異なる株における同じ抗原のより広範な多数のバリアントにも反応する抗体を生産する程度を指す。このような抗原の全てのバリエーションを含有するワクチンを商業的に生産することは非現実的であることが多いため、限られた数の株由来の高度な交差反応性を有する抗原の多数のバリアントを慎重に選択することで、抗原の多種多様なバリアントを有する株に対して反応する抗体を誘導することができる。肺炎球菌のケースにおいて、莢膜多糖抗原（すなわち、現在のワクチン中の抗原）は、低い交差反応性を有する。一部のタンパク質抗原、特にＰｓｐＡは、高い交差反応性を有する。
【００２６】
免疫応答（免疫原性応答）は、免疫系の要素によって実行される、抗原に対する宿主反応である。最も一般的に免疫応答に関与する免疫系の要素は、なかでも特に、好中球、好塩基球、好酸球、単球およびそれらの後代、ならびにリンパ球からなる白血球（ｌｅｕｋｏｃｙｔｅ、ｗｈｉｔｅ  ｃｅｌｌ）が挙げられる。リンパ球は順に、ナチュラルキラー細胞；抗体を産生するＢ細胞；およびＴ細胞に分類することができ、Ｔ細胞はなかでも、免疫応答の様々な態様を制御または強化する様々なタイプのＴ細胞がある。ほとんどのワクチンは、適応免疫応答を惹起するように設計されており、このような応答は、ワクチン抗原を「外来」として識別すること、続いてこれらの抗原と反応する抗体分子またはＴ細胞を産生することを含む。有効な抗体およびＴ細胞の反応は、このような抗原を提示する病原体の破壊を引き起こすことができる。また有効な抗体反応は、病原体表面上にある、または病原体によって放出される毒性分子の機能も妨害することができる。
【００２７】
免疫原は、免疫応答を生じさせることができる物質であり、典型的には抗原である。より具体的には、免疫原は、生物の免疫系によって免疫応答を惹起することができる分子を指し、それに対して抗原は、その免疫応答の産物に結合することができる分子（ハプテン）を指す。したがって、免疫原は、典型的には抗原であるが、抗原は、必ずしも免疫原でなくてもよい。それゆえに免疫原性とは、体液性または細胞媒介性免疫応答を誘導する能力である。例えば、Ｂ細胞が免疫原によって活性化される場合、それは、抗原と結合する抗体を産生する血漿Ｂ細胞に分化する。肺炎球菌ワクチンに関して、莢膜多糖は抗原であるが、タンパク質担体にコンジュゲートしていない限り、乳児では免疫原として作用しない。
【００２８】
ワクチンは、通常、特定の疾患に対して、その疾患の重度の形態を引き起こすことなく特異的および防御的な免疫を提供するような免疫応答を誘導するのに使用される組成物である。感染症に対するワクチンのケースにおいて、ワクチンは、典型的には、疾患を引き起こす病原体の抗原に似た物質を含有する。この物質は、弱化した（弱毒化した）または死滅させた病原体の形態、そのトキソイド（毒素を無毒化したもの）、またはその表面タンパク質もしくは表面多糖類の１種であることが多い。このような物質は、病原性免疫原を模擬し、体の免疫系を刺激して、病原体を外来（すなわち、抗原）として認識し、それを破壊するか、または病原体を含有する細胞を破壊する。理想的には、ワクチンはまた、免疫系が将来的に病原体の抗原をより容易に認識して中和するように、免疫原および免疫原の元となる病原体を免疫系に「記憶させる」。ワクチン組成物は、あらゆる適切な形態で製剤化することができ、医薬的に許容される賦形剤、例えば希釈剤もしくは担体、またはさらなる成分を包含していてもよい。賦形剤は、典型的には、投与されても本発明の実施形態の免疫原によって惹起される作用に寄与しないが、本発明の免疫原性コンストラクトの作用に寄与するかまたはモジュレートする成分または化合物、特にアジュバントが想定される。当業者は、このような好適な賦形剤を決定することができ、このような賦形剤は周知であり、ヒトおよび動物ワクチンのケースでは、ＦＤＡによって承認されている。ワクチンは、適切な剤形で、注射、摂取、皮膚への適用、または粘膜表面への適用により投与することができる。
【００２９】
上述したように、本発明の実施形態は、世界的に細菌性肺炎による死の主な原因、ＩＰＤの主な原因、および小児の中耳炎の主な原因であるＳ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅに対する、新規の抗原、免疫原、およびワクチンを提供する。
【００３０】
細菌細胞壁を覆う抗原性莢膜多糖に基づき、およそ１００種の肺炎球菌の血清型が同定されている。現在の肺炎球菌ワクチンは、数種の莢膜多糖の混合物を含有する。最も初期に承認された肺炎球菌多糖類ワクチン（ＰＰＳＶ１４またはＰｎｅｕｍｏｖａｘ（登録商標）ワクチンとして公知であり、１９７７年にＦＤＡ承認）は、１４種の通常見出される肺炎球菌の血清型由来の莢膜多糖を含有していた。これらの抗原は非コンジュゲートであったが、これは、多糖類が免疫系共刺激剤として役立つタンパク質に結合（コンジュゲート）していないことを意味する。その後、追加の９種の非コンジュゲート多糖類莢膜抗原を含有するＰＰＳＶ２３ワクチン（Ｐｎｅｕｍｏｖａｘ（登録商標）２３ワクチン、１９８３年にＦＤＡ承認）が導入された。しかしながら、２歳未満の子供は一般的に、これらのワクチン中の非コンジュゲート莢膜抗原に応答しない。Ｗａｌｄ、４０  Ｃｌｉｎ．Ｐｅｄｉａｔｒ．６０１（２００１）。加えて、既存の医学的状態下にあるそれより年齢の高い子供では、防御は低い。６５歳を超える成人では、ＰＰＳＶ２３は、敗血症に関連する肺炎を発症させるリスクを約４５％低減するが、肺炎の全体的なリスクを低減せず、ワクチン接種から３年以内の全体的な死亡のリスクも低減しない可能性がある。Ｊａｃｋｓｏｎら、３４８  Ｎ．Ｅｎｇｌ．Ｊ．Ｍｅｄ．（２００３）；Ｌａｄｈａｎｉら、５８  Ｃｌｉｎ．Ｉｎｆｅｃｔ．Ｄｉｓ．５１７（２０１４）。
【００３１】
より近年のワクチンは、免疫系を共刺激するタンパク質分子にコンジュゲートした莢膜多糖を含有する。これらの肺炎球菌コンジュゲートワクチン（ＰＣＶ）は、Ｔ細胞免疫応答とＢ細胞（体液性）応答を生じる抗体の両方を活性化する。ＰＣＶは、乳児の血清型の９５％以上の範囲をカバーするため、ＩＰＤのリスクを低減することが示されている。６６歳を超える年齢の成人における大規模な研究から、ＰＣＶ免疫化は、ワクチンが対応しうる血清型で引き起こされる敗血症関連の肺炎のリスクを７５％低減し、同時に、カバー範囲である血清型で、敗血症を伴わない肺炎のリスクを約４５％低減することが示された。Ｂｏｎｔｅｎら、３７２  Ｎ．Ｅｎｇｌ．Ｊ．Ｍｅｄ．１１１４（２０１５）。
【００３２】
最初のＰＣＶワクチン（ＰＣＶ７またはＰｒｅｖｎａｒ（登録商標）ワクチン、２０００年にＦＤＡ承認）においては、当時最も一般的かつ発病率の高い血清型をカバーするべく７種の血清型が選択されたが、ワクチンによって集団免疫性が強化された状況下において、カバー範囲ではない血清型に起因する疾患の発生率がすぐに増加し始めた。これは、血清型置換と称される現象である。それに応じて、６種のさらなる血清型を添加して、ＰＣＶ１３ところ、これは、ほとんどの先進国では標準治療としてＰＣＶ７にとって代わるものとなっている。新たにカバー範囲となった６種の血清型のために疾患が減少したにもかかわらず、血清型置換は衰えず、疾患の割合は、ＰＣＶ１３でカバーされた１３種以外の血清型のために上昇する可能性がある。より具体的には、数々の国からのデータによれば、ＰＣＶ７の導入後、ＩＰＤの発生率は、劇的に、つまりＰＣＶより前の時代の発生率の１０％未満に低下したが、近年、その発生率は、乳児において、ＰＣＶワクチンより前の時代のレベルの半分より高く、高齢成人において、ＰＣＶより前の時代のレベルを超えたことが示されている。この増加は、ほぼ全てＰＣＶ−１３がカバーしていない血清型に起因する。ＣＤＣ、ＰＩＮＫ  ＢＯＯＫ、第１３版（２０１５）；Ｌｅｐｕｔｒｅら、３３  Ｖａｃｃｉｎｅ  ３５９（２０１５）；Ｐｕｂｌｉｃ  Ｈｅａｌｔｈ  Ｅｎｇｌａｎｄ（２０１６年３月４日）。
【００３３】
したがって、ＰＣＶ１３より広範なカバー範囲を有する肺炎球菌ワクチンへの必要性が益々高くなっている。単に多数のさらなる莢膜多糖抗原をＰＣＶ１３に追加することは、長い目で見れば失敗する可能性がある。これはなぜなら、（１）多糖類抗原をコンジュゲートするプロセスが技術的に複雑であるため；および（２）より多くの抗原が追加されるため、既存の１３種の莢膜抗原のそれぞれに対する免疫応答が減少する可能性があるためであり、この現象は抗原競合として知られている。ＰａｔｏｎおよびＢｏｓｉｅｇｏ、ＰＲＯＴＥＩＮ  ＶＡＣＣＩＮＥＳ  ４２１（Ｓｉｂｅｒ編、ＡＳＭ  Ｐｒｅｓｓ、２００８）；Ａｎｄｒｅｗｓら、１４  Ｌａｎｃｅｔ  Ｉｎｆｅｃｔ．Ｄｉｓ．８３９（２０１４）。
【００３４】
肺炎球菌タンパク質は、従来のＰＰＳＶおよびＰＣＶワクチンにとって代わる免疫原性物質を提供することができる。肺炎球菌表面周辺にある数種の抗原性タンパク質が同定された（図１を参照）。抗原性、表面への露出、免疫原性、その様々な株間での交差反応性、およびワクチンとしてある程度の開発がすでになされている進捗の観点から、最も有望なものの一つは、肺炎球菌表面プロテインＡ（ＰｓｐＡ）である。米国特許第６，５９２，８７６号（Ｂｒｉｌｅｓら、２００３）および第５，９９７，８８２号（Ｂｒｉｌｅｓら、１９９９）；Ｇｉｎｓｂｅｒｇら、１１  Ｅｘｐｅｒｔ  Ｒｅｖ．Ｖａｃｃｉｎｅｓ  ２７９（２０１２）；Ｍｏｒｅｎｏら、１７  Ｃｌｉｎ．Ｖａｃｃｉｎｅ  Ｉｍｍｕｎｏｌ．４３９（２０１０）；Ｄａｎｉｅｌｓら、４０  Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ  Ｐａｔｈ．２２８（２００６）を参照されたい。ＰｓｐＡは、その天然状態で、肺炎球菌によって誘導された補体活性化を低減するように機能することから、感染宿主での肺炎球菌の生存および毒性における主要な要因である。ＰｓｐＡの肺炎球菌表面からの最も遠い伸長部（すなわち、ＰｓｐＡのＮ末端領域）は、アルファヘリカルドメイン（ａＨＤ）として公知の２８０から３８０個のアミノ酸からなる（図１を参照）。全てのＰｓｐＡの領域のなかでも、ａＨＤは、ワクチン抗原としての安全性および効能に関して最も研究されている。米国特許第６，５９２，８７６号、第６，６３８，５１６号（Ｂｒｉｌｅｓら、２００３）；Ｂｒｉｌｅｓら、１８  Ｖａｃｃｉｎｅ  １７０７（２０００ａ）；Ｈｏｌｌｉｎｇｓｈｅａｄら、６８  Ｉｎｆｅｃｔ．Ｉｍｍｕｎ．５８８９（２０００）；Ｎａｂｏｒｓら、１８  Ｖａｃｃｉｎｅ  １７４３（２０００）。
【００３５】
つい最近になって、ａＨＤの近位のＣ末端から細菌細胞膜に伸長するＰｓｐＡのプロリンリッチドメイン（ＰＲＤ）も、免疫原性であることが示された。米国特許第８，８０８，７０４号（ＨｏｌｌｉｎｇｓｈｅａｄおよびＢｒｉｌｅｓ、２０１４）；Ｄａｎｉｅｌｓら、７８  Ｉｎｆｅｃｔ．Ｉｍｍｕｎ．２１６３（２０１０）。しかしながら、以前の研究は、ＰＲＤの多様性の十分な確認や特徴付けをしておらず、ＰＲＤ交差反応性も検査しておらず、本明細書に記載されるような免疫原性ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトベースのワクチンへのＰＲＤ取り込みも試みていなかった。
【００３６】
有効なＰｓｐＡワクチンの開発に関する課題は、病原性の顕著な肺炎球菌で見出されたＰｓｐＡのほとんどの形態に対して強い交差反応性を誘導すること、同時に、抗原性の競合を回避し、製造が簡単なワクチンを提供するために、比較的少数の、異なるＰｓｐＡタンパク質の抗原性領域を使用することである。これらの設計の課題は、ＰｓｐＡベースのワクチンに限ったことではなく、ほとんどのワクチンの設計および製造に関しても課題であり続けている。
【００３７】
ａＨＤの近位（Ｃ末端）の３０％がその最も免疫原性のある領域であることが報告されている。Ｈｏｌｌｉｎｇｓｈｅａｄら、２０００。ａＨＤのこの部分は、ＰｓｐＡのクレード定義領域（ＣＤＲ）として公知である。これらクレード定義領域（ＣＤＲ）のアミノ酸配列に基づいて、ａＨＤは２つの主要なファミリーに分類することができ、これらを合わせると、公知の病原性サブタイプの約９８％を占める。これらのファミリーは順に、それらのアミノ酸配列に応じて５つのクレードにグループ分けすることができる（クレード１およびクレード２はファミリー１を構成し、クレード３、４および５は、ファミリー２を構成する）。第３のファミリーは、クレード６のみからなり、患者から単離したＳ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅのわずか約２．２％であり（Ｈｏｌｌｉｎｇｓｈｅａｄら、２０００；Ｖｅｌａ  Ｃｏｒａｌら、７  Ｅｍｅｒｇｉｎｇ  Ｉｎｆｅｃｔ．Ｄｉｓ．８２３（２００１）；Ｈｏｔｏｍｉら、ＰｌｏＳ  ｏｎｅ  ８：ｅ５８１２４（２０１３））、およびそのＰｓｐＡ遺伝子配列は本明細書で特徴付けられている１３６種の固有なＳ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ株（実施例２を参照）のうちわずか３種を占めるにすぎない。同じクレード由来のａＨＤは、類似のアミノ酸配列を有するが、異なるファミリーのクレード由来のａＨＤは、最も低い相同性を有する。ＨｏｌｌｉｎｇｓｈｅａｄおよびＢｒｉｌｅｓ、２０００。図２は、本発明者らがそのＰｓｐＡ遺伝子配列を分析した１３６種の肺炎球菌株のツリー図である。これらは、それらのＣＤＲを構成するアミノ酸間の相同性に従ってこれらの株がマッピングされたことを示す。これは、ＣＤＲを３つのファミリー（そのうち２つが臨床的に重要である）および６つのクレード（そのうち５つが臨床的に重要である）にクラスター化した初期の調査を確認するものである。
【００３８】
意外なことに、この研究から、同じクレード中の多くの株のＣＤＲが同一であり、より一層多くの数の菌株が類似していることも示された。これは、多数の臨床的に重要な株にわたり共通するＣＤＲを含有するａＨＤが、ワクチン抗原の優良な候補である可能性が高いことを示唆する。加えて、図２により、あらゆる肺炎球菌ファミリー、クレード、または特徴付けられた株のＣＤＲ間の相同性の程度を概算を概算することが出来る（実施例２を参照）。したがって、図２Ａ〜図２Ｄのツリー図とそこに記載される詳細図は、選択されたａＨＤとワクチンに包含されていない肺炎球菌株のａＨＤとの交差反応性を最大にするべく、ワクチン抗原として包含させるための限られた数のａＨＤ（およびそれらの強い抗原性を有するＣＤＲ）を戦略的に選択するための新規で有利なガイドを提供する。
【００３９】
低い免疫交差反応性を有する多糖類の莢膜抗原とは異なり、特定のａＨＤへの曝露によって誘導される抗体は通常、同じＰｓｐＡクレード由来の肺炎球菌に対してだけでなく、同じファミリー中の異なるクレード由来の肺炎球菌に対しても交差反応性を示し（米国特許第６，６３８，５１６号；ＭｃＤａｎｉｅｌら、５９  Ｉｎｆｅｃｔ．Ｉｍｍｕｎ．２２２（１９９１）；Ｎａｂｏｒｓら、２０００；Ｖｅｌａ  Ｃｏｒａｌら、２００１、Ｄａｒｒｉｅｕｘら、７５  Ｉｎｆｅｃｔ．Ｉｍｍｕｎ．５９３０（２００７）；さらには一部の免疫化ａＨＤのケースにおいて、異なるＰｓｐＡファミリー由来の肺炎球菌に対しても交差反応性を示す（Ｒｏｃｈｅら、７１  Ｉｎｆｅｃｔ．Ｉｍｍｕｎ．１０３３（２００３）、Ｄａｒｒｉｅｕｘら、５７  Ｊ．Ｍｅｄ．Ｍｉｃｒｏ．２７３（２００８）、Ｍｏｒｅｎｏら、２０１０、Ｆｕｋｕｙａｍａら、２０１５）。この異なるａＨＤとの肺炎球菌に対する交差反応性は、図２から導かれる新規の指針により、多様な病原性の肺炎球菌を防御できるワクチンの構成要素として比較的少数のａＨＤを選択するという本発明の戦略を支えるものである。
【００４０】
重要なことに、そして全く意外なことに、多くの肺炎球菌株にわたるＰＲＤのアミノ酸配列の分析から、ＰＲＤは、ＰＲＤを含むアミノ酸配列に基づき３つの別個のグループの１つに特徴付けることができることが解明された（図３Ａ〜図３Ｄ）。これらのグループのそれぞれにおいて、配列相同性が高いことだけでなく、繰り返しのアミノ酸配列を有する特徴的なモチーフが頻繁に出現する（表１〜表４）。意外なことに、各グループ内の異なる肺炎球菌株由来の多くのＰＲＤは同一であり、これは、ワクチン中に包含させうるＰＲＤ抗原の範囲を狭めるのに役立つ。これらのＰＲＤ（またはその部分）の少なくとも一部は、抗原性を有している（下記の実施例４〜６）（米国特許第８，８０８，７０４号；Ｄａｎｉｅｌｓら、２０１０も参照）。ＰＲＤグループ内の繰り返しのモチーフにおける高い類似性のために、ＰＲＤグループ内の交差反応性が高いことを証明できる可能性が高い。したがって、３つのグループのそれぞれに由来する少なくとも１つのＰＲＤを含有するワクチンは、病原性の肺炎球菌の多くの株をカバーする免疫応答を誘導する確率がより高い。図３Ａ〜図３Ｄは、本発明者らがそのＰＲＤを分析した１３６種の肺炎球菌株に関する新規のツリー図およびそれらの詳細を提供する。したがって、図３Ａ〜図３Ｄに記載のツリー図は、ワクチン抗原として包含させる限定した数のＰＲＤを戦略的に選択し、つまりは、選択されたＰＲＤとワクチンに包含されていない肺炎球菌株のＰＲＤとの交差反応性を最大にする上での、新規で有利なガイドを提供する。
【００４１】
本発明の実施形態はまた、特定のＰＲＤの特徴が免疫原性を強化するのかまたは減らすのかの確認も可能にする。例えば、ＰＲＤグループ２ポリペプチドの長いＰＫＰＡＰＡ（配列番号７）反復の特徴は、グループ１および３で見出されるより多様なモチーフ、特にグループ３を特徴付ける非プロリンブロック（ＮＰＢ）より低い免疫原性を有する可能性がある。Ｄａｎｉｅｌｓ、２０１０。既に述べたように、ＰＲＤの選択も図３によってガイドすることができ、これは、特定のＰＲＤグループ内で、同じグループ中の他のＰＲＤと比較的近い相同性を有する特定のＰＲＤをワクチン候補として、どのように選択するかを示唆する新規のアプローチを提供する。他の要因（例えば長さ）が等しいのであれば、これは、少なくとも他の同じグループのＰＲＤとの広範な交差反応性の尤度を最大化することができる。
【００４２】
本発明者らは、３つのＰＲＤグループのそれぞれに由来するＰＲＤ（またはＰＲＤの部分）の選択と、ａＨＤファミリーのそれぞれに由来する高い免疫原性および交差反応性を有するａＨＤ（またはその部分）の選択とを組み合わせて単一のワクチンを提供することによって、ほぼ全ての病原性の肺炎球菌株を防御する強く多様な交差反応性を有する免疫性を生じさせることができる。
【００４３】
この論法に従って、少なくとも１つの実施形態は、個々に高度な免疫原性および交差反応性を有する単一のａＨＤと単一のＰＲＤ（またはその部分）とを組み合わせた組換えタンパク質コンストラクトを提供する（実施例４および５、図６〜図７）。加えて、少なくとも１つの実施形態は、１回のワクチン手順における複数のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトの組合せを提供するものであり、実験動物において、比較的少数のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクト、例えば３つのａＨＤ−ＰＤＲコンストラクトが、本明細書に記載されるナノゲル製剤を使用して全身（例えばＩＭ）または鼻腔内（ＩＮ）投与したかどうかにかかわらず、試験対象を多様な攻撃株から防御した。防御性の抗原投与で使用された株は、異なるＰｓｐＡクレードおよびＰＲＤグループの代表例であるだけでなく、異なる莢膜多糖株の代表例でもある。具体的には、例えば、本発明の実施形態は、ＰＣＶ１３またはＰＰＣＶ２３では十分カバーされていない株を防御するワクチンを提供する（実施例６）。したがって、およそ３つの多様なａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトの混合物による免疫は、ほとんどの病原性肺炎球菌を防御し得る。
【００４４】
さらに、各ワクチンコンストラクト中のａＨＤおよびＰＲＤのサブセグメントは、必ずしも同じ肺炎球菌株由来でなくてもよいが、最適な交差防御のためにより広く選択してもよい。例えば、最も高い抗原性のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトの一部は、異なるＰｓｐＡクレードに属する株由来の、または時には異なるＰｓｐＡファミリー由来のａＨＤおよびＰＲＤと組み合わされる。
【００４５】
ＰｓｐＡタンパク質の場合と同様に、肺炎球菌ワクチンは、その天然に存在するＰＲＤと共にａＨＤを包含する可能性があることが示唆されているが（米国特許公報第２０１５０３２０８５１号；Ｐｉａｏら、３２  Ｖａｃｃｉｎｅ  ５６０７（２０１４）；Ｄａｒｒｉｅｕｘら、２００７）、これらの公報は、別個のＰＲＤグループを特徴付ける、または３つの別個のＰＲＤグループのうち可能な限り多くからＰＲＤを適切に選ぶという概念について言及していない。実際、本発明者らが知る限り、ＰＤＲの相同性はこれまで、図３Ａで提供されるように特徴付けしたりまたはマッピングしたりされてこなかった。同様にこれらの公報は、本発明のａＨＤ−ＰＤＲコンストラクトのキメラ融合タンパク質を教示も示唆もしていない。同様にこれらの公報は、製造が比較的シンプルで簡単なワクチン：抗原競合のリスクも最小化する比較的少数のキメラ抗原性タンパク質を含む組成物について示唆もしていない。要するに、これらの公報は、それぞれのサイズが６０キロダルトン（ｋＤａ）以下の、わずか３つの製造が簡単な組換えａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトから有効な（かつ万能な）肺炎球菌ワクチンを作り出すことを教示も示唆もしていない。
【００４６】
本明細書に記載されるワクチンの実施形態は、全身に（すなわち、ほとんどのワクチンを用いた場合と同様に筋肉内（ＩＭ）に）注射された場合だけでなく、鼻および口腔粘膜表面に適用された場合も防御を誘導する。以前の調査は、ａＨＤをＩＭ投与されたヒトにおいて、さもなければ致死となってしまう肺炎球菌の攻撃からマウスを防御する抗体を産生したことを示している。Ｂｒｉｌｅｓら、１８２  Ｊ．Ｉｎｆｅｃｔ．Ｄｉｓ．１６９４（２０００ｂ）。また、アジュバントとしてＡｌ（ＯＨ）３を使用したａＨＤ抗原のＩＭ製剤も、ヒトで安全であることが示されている。Ｂｒｉｌｅｓら、２０００ａ；Ｎａｂｏｒｓら、２０００。
【００４７】
ＩＮ免疫化に関して、本発明の実施形態のＩＮ粘膜用製剤は、送達分子として、疎水性コレステロール側鎖が付加された親水性多糖類を包含する。このような送達分子の実施形態はまた、その表面上またはその近くに、正電荷を有する官能基、例えばカチオン性アミノ基も包含する。これは、負電荷を有する鼻粘膜表面上に、抗原−送達分子複合体をより長く保持することを可能にする。この送達分子のさらなる実施形態は、親水性多糖類であるプルランを含み、これは、マルトトリオース単位のポリマーである。プルランは、化粧品や医薬品コーティングでは抗酸化剤として、食品添加剤および保存剤として、さらに、ＬＩＳＴＥＲＩＮＥ（登録商標）マウスウォッシュなどのマウスウォッシュまたはＬＩＳＴＥＲＩＮＥ  ＰＯＣＫＥＴＰＡＫＳ（登録商標）ブレスストリップで使用されている。したがって、鼻への送達分子の具体的な実施形態は、カチオン性コレステリル基を有するプルラン（ｃＣＨＰまたはナノゲル）である。米国特許第８，９６１，９８３号（Ａｋｉｙｏｓｈｉら、２０１５）；ＷＯ２０１５／１２２５１８（Ｋｉｙｏｎｏら、２０１５）を参照されたい。ｃＣＨＰの実施形態の製造は、実施例５に記載する。
【００４８】
以前の報告は、ｃＣＨＰ分子中に封入された単一のａＨＤ抗原を含む経鼻製剤が、マウスと非ヒト霊長類において強い防御免疫応答を惹起したことを示す。Ｋｏｎｇら、８１  Ｉｎｆｅｃｔ．Ｉｍｍｕｎ．１６２５（２０１３）；Ｆｕｋｕｙａｍａら、８  Ｍｕｃｏｓａｌ  Ｉｍｍｕｎ．１１４４（２０１５）。致死性の攻撃からの防御に加えて、ＩＮ免疫化は、全体的な長期免疫性に寄与するＴ細胞免疫応答を惹起し、さらにマウスの鼻道における細菌の定着も予防した。ｃＣＨＰベースのＩＮ免疫化の成功は、ナノゲルが明らかにタンパク質免疫原を防御することと、鼻粘膜表面上でその存在を延長することの両方に起因する可能性があり、したがってその粘膜への段階的な吸収、および粘膜の基底膜での樹状細胞による取り込みを可能にする。Ｎｏｃｈｉら、９  Ｎａｔ．Ｍａｔｓ．５７２（２０１０）；Ｋｏｎｇら、２０１３；Ｆｕｋｕｙａｍａら、２０１５。この特徴は、ｃＣＨＰ中に封鎖された抗原が、ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトまたは非連結ａＨＤであるかどうかにかかわらずあてはまる。このＩＮ製剤の非ヒト霊長類への投与は、いかなる有害作用も伴わなかった。具体的には、嗅球または中枢神経系の他の部分へのナノゲルまたは抗原の浸透は観察されなかった。Ｆｕｋｕｙａｍａら、２０１５。
【００４９】
本明細書に記載されるａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトは、組換え宿主細胞中で産生される場合、安定である。ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトは、細胞非含有の発現系または組換え宿主細胞、例えば、細菌（例えば、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ  Ｂ株、Ｅ．ｃｏｌｉ  Ｋ１２株、Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ａｍｍｏｎｉａｇｅｎｅｓ、Ｃ．ｇｌｕｔａｍｉｃｕｍ、Ｓｅｒｒａｔｉａ  ｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｌｉｖｉｄａｎｓ、およびＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｕｔｉｄａ；バキュロウイルス）；真菌、例えば、Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ  ｃａｍｅｍｂｅｒｔｉｉ、Ａｃｒｅｍｏｎｉｕｍ  ｃｈｒｙｓｏｇｅｎｕｍ、または酵母（例えば、Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅおよびＰｉｃｈｉａ  ｐａｓｔｏｒｉｓ）；チャイニーズハムスター卵巣細胞（ＣＨＯ）または他の哺乳類発現系；植物発現系；および当業界において公知の他の組換え発現系で発現させることができる。このような発現に必要な遺伝子工学プロセスは当業者にとっては公知である。細菌発現系のケースにおいて、細菌は、所望のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトをコードするベクター（プラスミド）が含有されるように遺伝子操作される（実施例３を参照）。高い純度と収量で得られた組換え細菌で発現される特定のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトの４つの実施形態が本明細書で開示される（例えば図４を参照）。組換え発現系での産生に加えて、本発明の実施形態の免疫原は、完全合成による方法によって、または組換え技術と化学合成技術との組合せによって産生してもよい。
【００５０】
組換え宿主中での発現を介したコンストラクト産生に関して、図２Ａ〜図３Ｅへの参照、本明細書で提供されるアミノ酸配列、および遺伝子コードの知識に基づき、当業者は、このような融合タンパク質をコードする核酸分子（例えば、ＤＮＡ）を設計することができ、任意選択でこのような核酸分子は、所望の宿主細胞系での発現のために最適化される。例えば、ＰｓｐＡ０１．１をコードする遺伝子は、デノボ合成により得ることができ、当業者は、配列番号１のアミノ酸配列を参照することにより選択された配列を核酸配列に逆翻訳して、そのように合成された分子を得ることができる。また当業者は、選ばれたアミノ酸配列または対応する核酸配列への挿入、置換および欠失などの１つまたは複数の突然変異を導入することもできる。逆翻訳のために、当業者は、典型的には、発現を意図した宿主系のコドン頻度を反映する核酸コドンを使用してもよい。「コドン最適化」は、当業界で十分に理解されており、コドンが最適化された核酸（ポリヌクレオチド）が、配列の供給元となっている生物における核酸配列と比較して、それが１つまたは複数の宿主種におけるコドン使用頻度に適合するように改変されることをいう。典型的には、ポリヌクレオチド、特にコード領域において、所与の生物（例えば菌株）における発現のために、少なくとも１つのコドンを、計画された宿主生物の遺伝子においてより高頻度で使用される少なくとも１つのコドンで置き換えることによって適合される。
【００５１】
核酸分子またはポリヌクレオチドに言及する場合はまた、本明細書で論じられた具体的なポリヌクレオチドのバリアントまたは誘導体、例えばポリヌクレオチド、またはそれらのバリアントもしくは誘導体のオーソログ、パラログまたは他の相同体なども包含する。核酸のバリアントまたは誘導体は、少なくとも１つのヌクレオチド置換、付加、または欠失により所与の参照ポリヌクレオチドとは相違している。このようなバリアントは、例えば混成オリゴヌクレオチドプライマーベースＤＮＡ増幅などのＰＣＲベースの技術によって、すなわち、ａＨＤタンパク質またはＰＲＤポリペプチドの保存されたドメインに対するディジェネレートプライマーを使用して入手できる。参照ポリヌクレオチドが、抗原性または免疫原性タンパク質、特にキメラａＨＤ−ＰＤＲコンストラクトまたはその部分をコードする場合、バリアント核酸が、本明細書で論じられるような抗原性または免疫原性の特徴を有するポリペプチドをコードするように、コードされたポリペプチドの抗原性の性質は、ポリヌクレオチドのバリアントまたは誘導体中で保存されると予想される。本発明の実施形態のポリペプチドの保存されたドメインは、本明細書において詳細に論じられ、特に交差反応性の免疫原性ドメインの選択のための参照として図２および図３を使用して、それらの核酸またはアミノ酸配列の配列比較により同定することができる。
【００５２】
バリアントまたは誘導体はまた、典型的にはストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下で本明細書に記載される具体的な核酸分子をハイブリダイズすることが可能な核酸分子を包含する相補物および他のポリヌクレオチドも包含する。ストリンジェントな条件は周知であり、熟練者は、上記で参照したものなどの標準的な教本を参照することによってハイブリダイゼーション条件をどのように決定するかを知っている。
【００５３】
さらに、バリアントは、配列表に示される核酸と、少なくとも５０％、少なくとも５５％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、またはそれらの間のあらゆる％で同一な配列を含むポリヌクレオチドを包含し、または配列表に提供されるアミノ酸配列から入手可能であり、許容できる抗原性または免疫原性が保持される。同様に、本明細書に記載されるポリペプチドまたはタンパク質の機能的な相同体は、本明細書に記載されるペプチド、ポリペプチド、またはタンパク質と、少なくとも５０％、少なくとも５５％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、またはそれらの間のあらゆる％で同一であってもよい。これらの同一性値のパーセントは、典型的には、タンパク質または核酸分子全体にわたり計算される。多くのコンピュータープログラムは、様々なアルゴリズムを採用しており、異なる核酸またはポリペプチドの配列を比較するために当業者に利用可能である。
【００５４】
加えて、タンパク質のアミノ酸、例えば、配列番号１〜配列番号４から選択されるアミノ酸の置換は、他のポリペプチドの配列中のアミノ酸の出現に関係なく以下が適用され、それにおいて文字は、それらの共通の略語を使用したＬ−アミノ酸を示す（置き換えの列挙は、一般的に好ましい順である）：Ａは、Ｓで、またはＣ、Ｇ、Ｔ、もしくはＶで置き換えられてもよく；Ｃは、Ａで置き換えられてもよく；Ｄは、Ｅ、またはＮ、Ｑ、もしくはＳで置き換えられてもよく；Ｅは、ＤまたはＱで、またはＫ、Ｈ、Ｎ、Ｒ、もしくはＳで置き換えられてもよく；Ｆは、Ｙで、またはＷ、Ｉ、Ｌ、もしくはＭで置き換えられてもよく；Ｇは、Ａ、Ｎ、またはＳで置き換えられてもよく；Ｈは、Ｙで、またはＮ、Ｅ、Ｑ、もしくはＲで置き換えられてもよく；Ｉは、ＶもしくはＬで、またはＭもしくはＦで置き換えられてもよく；Ｋは、Ｒで、またはＥ、Ｑ、Ｎ、もしくはＳで置き換えられてもよく；Ｌは、ＩもしくはＭで、またはＶもしくはＦで置き換えられてもよく；Ｍは、Ｌで、またはＩ、Ｖ、Ｆ、もしくはＱで置き換えられてもよく；Ｎは、Ｄ、Ｈ、Ｓ、Ｅ、Ｇ、Ｋ、Ｑ、Ｒ、またはＴで置き換えられてもよく；Ｑは、Ｅで、またはＫ、Ｒ、Ｄ、Ｈ、Ｍ、Ｎ、もしくはＳで置き換えられてもよく；Ｒは、Ｋで、またはＱ、Ｅ、Ｈ、もしくはＮで置き換えられてもよく；Ｓは、Ａ、Ｎ、Ｔ、Ｄ、Ｅ、Ｇ、Ｋ、またはＱで置き換えられてもよく；Ｔは、Ｓ、Ａ、Ｎ、またはＶで置き換えられてもよく；Ｖは、Ｉで、またはＬ、Ｍ、Ａ、もしくはＴで置き換えられてもよく；Ｗは、ＹまたはＦで置き換えられてもよく；Ｙは、Ｆ、Ｈ、またはＷで置き換えられてもよい。しかしながら、本明細書に記載されるタンパク質コンストラクトの抗原性または免疫原性の特徴は、このような置換が導入されるあらゆるポリペプチドまたはタンパク質においても維持されていると解されなければならない。実際に、このような置換戦略は、本明細書で示された、例えば図２Ａ〜図３Ｄで示されるような共通のモチーフまたはパターンを参照すれば、有益である可能性が高いと考えられる。したがって、本発明の実施形態のタンパク質は、免疫原性を強化するアミノ酸の置換、欠失または付加を包含していてもよい。
【００５５】
組換え宿主での発現のために、特定の目的のタンパク質、例えばａＨＤ−ＰＤＲコンストラクト、をコードする核酸分子および適切な調節制御領域（例えば、プロモーター、ターミネーター）を含む発現カセットがベクター中に包含され、該ベクターは、ファージ、プラスミド、もしくはウイルスベクターであってもよいし、または人工染色体、例えば細菌もしくは酵母人工染色体であってもよい。言い換えれば、本発明の実施形態のベクターは、宿主細胞またはその単離された画分中での発現を可能にする発現制御配列（発現カセット）に作動可能に連結した目的のポリヌクレオチドを含む発現ベクターであってもよい。またベクターは、典型的には、クローニングベクターとして好適でもあり、すなわち、微生物系で複製可能であり、クローニングベクターが１種の宿主での複製のためにデザインされたとしても、発現カセットは異なる宿主での発現のためにもデザインされる。本発明の実施形態のポリペプチドおよびタンパク質を含むベクターは、宿主細胞中での伝播または選択のための選択可能マーカーをさらに含んでいてもよい。ベクターは、従来の形質転換またはトランスフェクション技術を介して原核または真核細胞に導入することができる。
【００５６】
ａＨＤ−ＰＤＲコンストラクトの数々の実施形態が動物で試験されており（図６〜図１０）、これらはヒトワクチン中に含めるための免疫原性候補である。以下の具体的なコンストラクトの議論において、それらの指名者、ａＨＤクレードおよびＰＲＤグループの起源、およびアミノ酸配列は、以下の通りである（ＰＲＤグループは太字である。各コンストラクトにつき、ａＨＤ配列は、ＰＲＤが始まるところで終結する）。
【００５７】
ＰｓｐＡ０１．１（クレード２［ファミリー１］由来のａＨＤ、グループ２由来のＰＲＤ）、長さ：３８４アミノ酸、重量：４１ｋＤａ：
【００５８】
【化１】
2020502075.tif 000003
【００５９】
ＰｓｐＡ０１．２（クレード２（ファミリー１）由来のａＨＤ、グループ２由来のＰＲＤ）、長さ：３５６ａａ、重量：３９ｋＤａ：
【００６０】
【化２】
2020502075.tif 000004
【００６１】
ＰｓｐＡ０１．３（クレード２（ファミリー１）由来のａＨＤ、グループ３由来（部分的）のＰＲＤ）、長さ：３０２ａａ、重量：３３ｋＤａ：
【００６２】
【化３】
2020502075.tif 000005
【００６３】
ＰｓｐＡ０２（クレード３（ファミリー２）由来のａＨＤ、グループ１由来のＰＲＤ）長さ：４９５ａａ、重量：５５ｋＤａ：
【００６４】
【化４】
2020502075.tif 000006
【００６５】
ＰｓｐＡ０３（クレード４（ファミリー２）由来のａＨＤ、グループ３由来のＰＲＤ）長さ：４３０ａａ、重量：４８ｋＤａ：
【００６６】
【化５】
2020502075.tif 000007
【００６７】
発現手順および抗原収量に関する詳細は、実施例３で論じられる。他のａＨＤ（クレード１（ファミリー１）およびクレード５（ファミリー２）由来のａＨＤを包含する）および他のＰＲＤを含む追加のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトは、ａＨＤ−ＰＤＲコンストラクト中に包含する上で好適である。
【００６８】
ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトの３つの個々の実施形態でウサギを免疫したところ、抗原特異的な血清ＩｇＧ応答によって示された通り、強い免疫原性を誘導した。加えて、ファミリー２のａＨＤを含む２つのコンストラクトは、コンストラクトが異なるａＨＤクレード由来であったとしても互いに十分交差反応する抗体を惹起した（図５）。
【００６９】
当業者公知の手順を使用して、本発明者らは、アジュバントとしてアルミニウム化合物を使用してＩＭ投与のための製剤を調製した。より具体的には、このような調製は、典型的には、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）またはリン酸アルミニウム（ＡｌＰＯ４）などのアルミニウムゲル上にａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを吸収させること、または硫酸アルミニウムカリウム（ＡｌＫ（ＳＯ４）２）上にａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを沈殿させることを含む。例えば、Ｌｉｎｄｂｌａｄ、２００４を参照されたい。本明細書に記載されＡｌＫ（ＳＯ４）２またはＡｌ（ＯＨ）３を用いて製剤化された個々のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトは、マウスにおいて、ブースター用量投与後、持続的な強い記憶応答を含む強い抗原特異的な血清ＩｇＧ応答を惹起した（図６；実施例４；実施例６）。
【００７０】
例示として本明細書に記載されるａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトをさらに、他所で記載され（Ｎｏｃｈｉら、２０１０；Ｋｏｎｇら、２０１３；Ｆｕｋｕｙａｍａら、２０１５）、実施例５で概説した手順を使用して鼻腔内送達のために製剤化した。各製剤は、カチオン性コレステリル基を有するプルラン（ｃＣＨＰまたはナノゲル）分子の架橋された構造中に封入されたａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトの実施形態を含む。この製剤は、マウスまたは他の実験動物の鼻に該製剤を滴下することによって投与されるワクチンとして使用した。このＩＮ送達製剤は、マウスにおいて、ブースター用量を用いたワクチン接種後、持続的な記憶応答を含む強い抗原特異的な血清ＩｇＧ応答を惹起した（図７；実施例５および６）。
【００７１】
これまで、実験動物を用いた研究で、ｃＣＨＰナノゲル製剤への顕著な有害反応を示したものはなかった。特に、非ヒト霊長類にＩＮ投与した放射標識ｃＣＨＰ−ａＨＤのＰＥＴ研究から、嗅球または他のＣＮＳ構造への取込みはなかったことが示された。Ｆｕｋｕｙａｍａら、２０１５。これは、熱不安定性のエンテロトキシンのようなアジュバントを含有するワクチンをヒトにＩＮ投与した場合（Ｍｕｔｓｃｈら、３５０  Ｎ．Ｅｎｇｌ．Ｊ．Ｍｅｄ．８９６（２００４））や抗原をコレラ毒素アジュバントと共にマウスにＩＮ投与した場合（ｖａｎ  Ｇｉｎｋｅｌら、１６５  Ｊ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．４７７８（２０００））といった、過去に記録される類型のＣＮＳ炎症のリスクは、ＩＮ投与では生じないことを保証している。
【００７２】
本明細書に記載されるａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトにより誘導された免疫応答は、ＩＭおよびＩＮ製剤の両方において、免疫化ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトのものと同一なａＨＤまたはＰＲＤを有するＳ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ株だけでなく、異なるａＨＤまたはＰＲＤを有する攻撃株からも防御する。言い換えれば、本発明者らは、ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトは、交差反応性を有する防御免疫を生じることを示した（実施例６）。さらにこの免疫性は、既存のワクチンのカバー範囲外の肺炎球菌株にも及ぶ。
【実施例】
【００７３】
以下に記載される本明細書で開示された方法を実施するための成分、配合、プロセスおよび手順は、上述したものに対応する。他の実施形態および使用は、本発明の開示の観点から当業者には明らかであると予想される。以下の実施例は、単に様々な実施形態の例示として提供され、本発明の限定として決して解釈されないものとする。
【実施例１】
【００７４】
３つのＰＲＤグループの特徴付け、およびＰＲＤ抗原の選択
ＰＲＤは、通常６０から１００アミノ酸の間の長さの比較的短いポリペプチドである。ＰＲＤは、ａＨＤの末端、つまり、ＰＲＤ内およびＰＲＤ間で反復する数々のモチーフを形成する他のアミノ酸が散在した、一連のプロリンの第１のプロリンで始まる。ＰＲＤは、典型的には（ただし限定されないが）、アミノ酸残基ＰＫＴで終わるとみなされる。図１を参照されたい。本発明者らは、米国立医学図書館によりオンラインで提供されたＢＬＡＳＴサーバーに投稿された２０８種の完全ＰｓｐＡ配列のうち１２４種の固有なＰｓｐＡ配列を同定し分析した。これらのＰｓｐＡ配列は、公開データベースで入手可能なほとんどの固有なＰｓｐＡゲノム配列を占める。これらの１２４種のポリペプチド配列に、本発明者らは、これまでに分析されたが（Ｈｏｌｌｉｎｇｓｈｅａｄら、２０００）、国立医学図書館オンラインＢＬＡＳＴサーバーから得られたものに包含されていない１２種のＰｓｐＡポリペプチド配列を追加した。本発明者らは、これらの１３６種の全ＰｓｐＡアミノ酸配列からＰＲＤ配列を抽出し、Ｇｅｎｅｉｏｕｓ  ｖ７．１．７でＢｌｏｓｕｍ３０アミノ酸マトリックスを使用してそれらを並べた。その後、本発明者らは、近隣結合（ＮＪ）方法を使用して系統樹を構築した。
【００７５】
予想外なことに、この方法は、図３Ａ〜図３Ｄおよび表１〜表３で示されるように３つの別個のＰＲＤ「グループ」を同定した。本発明者らはまた、２２アミノ酸の非プロリンブロック（ＮＰＢ）と共に各ＰＲＤポリペプチドのほとんどを特徴付けるそれぞれ約６〜８アミノ酸長の短い反復モチーフも同定した。５つの短い反復モチーフは、ＰＫＰＥＱＰ（配列番号５）、ＱＰＡＰＡＰ（配列番号６）、ＰＫＰＡＰＡ（配列番号７）、ＥＫＰＡＰＡＰ（配列番号８）、およびＰＥＫＰＡＥ（配列番号９）であり、これらのモチーフは表１〜表４に示される。ＮＰＢは通常、ＱＱＡＥＥＤＹＡＲＲＳＥＥＥＹＮＲＬＰＱＱＱ（配列番号１０）またはＱＱＡＥＥＤＹＡＲＲＳＥＥＥＹＮＲＬＴＱＱＱ（配列番号１１）である。またＮＰＢは、通常ＰＲＤ内の両側に４つのアミノ酸からなる高度に保存されたフランキング領域も有する。
【００７６】
３つのＰＲＤグループのそれぞれは、これらのモチーフについて別個のパターンを有する。これは、それぞれグループ１、グループ２、およびグループ３のＰＲＤに関するアミノ酸配列およびモチーフを提供する表１、表２、および表３から見ることができる。これらの配列の大部分はこれまでに同定されておらず、公知のアミノ酸配列は、それらが新規の組換えａＨＤ−ＰＲＤコンストラクト中に包含されるか、または新規の免疫原性ペプチドを提示する程度にしか、本明細書に記載の実施形態には含まれていない。表１は、多くのグループ１のＰＲＤポリペプチドのアミノ酸配列を提示し、ここで異なる繰り返しのモチーフは異なる書体（ｔｙｐｅｆａｃｅ）として示される：
【００７７】
【表１−１】
2020502075.tif 000008
【００７８】
【表１−２】
2020502075.tif 000009
【００７９】
【表１−３】
2020502075.tif 000010
【００８０】
表１からわかるように、グループ１中の５０種の配列のそれぞれは、２つのモチーフ：ＰＫＰＥＱＰ（配列番号５）およびＱＰＡＰＡＰ（配列番号６）の特徴的な反復を示し、これらは互いに隣接し、通常オーバーラップする。表４も参照されたい。
【００８１】
ＰＲＤグループ２のポリペプチド中の２１種のアミノ酸配列（表２）は、ＰＫＰＡＰＡ（配列番号７）の特徴的な複数の反復を示すが、例外として、２つの配列は、その代わりにＥＫＰＡＰＡＰ（配列番号８）の複数の反復によって特徴付けられる。他の１９種のグループ２のポリペプチドのアミノ酸配列において、ＰＫＰＡＰＡ（配列番号７）が全体的に直線状のタンデム反復として発現されていたが、それによって、他のグループ２の配列に特徴的なタンデム反復であるモチーフＫＰＡＰＡＰ（配列番号８の残基２〜７）も繰り返される。これは、如何にＥＫＰＡＰＡＰ（配列番号８）またはＰＫＰＡＰＡ（配列番号７）反復のいずれかによって特徴付けられた配列が単一のグループに属すると容易に判断できるかを示している。表４も参照されたい。表２に、ＰＲＤグループ２のポリペプチドおよび示されたモチーフを示す。
【００８２】
【表２】
2020502075.tif 000011
【００８３】
ＰＲＤのグループ３における６５種の配列（表３）は、モチーフの最大の多様性を有し、それらはいずれもタンデム中で繰り返されない。加えて、グループ３配列のそれぞれは単一のＮＰＢを含有し、ＮＰＢはグループ３のポリペプチドでのみ見出される。
【００８４】
【表３−１】
2020502075.tif 000012
【００８５】
【表３−２】
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【００８６】
【表３−３】
2020502075.tif 000014
【００８７】
表４は、３つのＰＲＤグループのそれぞれにおける各ＰＲＤ中の共通のモチーフおよびそれらの存在頻度（少なくとも１回）を要約している；つまり表４の表は、各ＰＲＤグループ中の各ポリペプチドにおいて、少なくとも１回出現する各モチーフの尤度を示している。
【００８８】
【表４】
2020502075.tif 000015
【００８９】
これまでにＮＰＢポリペプチドは高度な免疫原性を有する傾向があることが報告されている。米国特許第８，８０８，７０４号を参照されたい。またグループ１のＰＲＤで頻繁に見出されるＰＫＰＥＱＰ（配列番号５）モチーフに対するモノクローナル抗体は、肺炎球菌の攻撃からマウスを防御したことも報告されている。Ｄａｎｉｅｌｓら、２０１０。本明細書で示された情報、特に実施例４〜６は、部分的および完全ＰＲＤポリペプチドの他の部分の免疫原性の証拠を提供する。本発明の実施形態は、様々なモチーフ、モチーフの組合せ、および完全ポリペプチドの免疫原性を特徴付けるための追加の、および現在進行中の研究を裏付ける。
【００９０】
ＰＲＤ（群）が３つのグループへ明確に分離されること、および各グループ中で共通のモチーフが高頻度で存在することから、各グループ由来のＰＲＤを１つずつ取り込むワクチンが、ほとんどの肺炎球菌株に対する交差防御免疫を生じさせることが可能であろうことが示唆される。これは、ある特定のグループ由来のＰＲＤは、同じグループ由来の他のＰＲＤ、言い換えれば、ワクチン中のＰＲＤと多くの同じモチーフを共有するＰＲＤ、を有する肺炎球菌に対する交差防御免疫を生じさせることが可能であろうためである。本明細書で定義された各グループ由来のＰＲＤを含むワクチンは、それゆえに、ほぼ全てのＰＲＤに対する交差反応性の免疫性を生じると予想される。これは、ＰＲＤグループのそれぞれに由来する少なくとも１つのＰＲＤ抗原を組み合わせたワクチンを作り出す本発明の戦略、具体的には、各ＰＲＤグループから選択される１種のＰＲＤを包含する３つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを含むワクチンを開発する戦略の基礎となる。
【００９１】
ＰＲＤ抗原のための別の選択戦略は、表１〜３で示され、図３においていくつかの株をつなぐ水平方向の線によって示されるように、ＰＲＤの一部の完全な、またはほぼ同一な相同性によって示唆される。それゆえに、ワクチン抗原として数種の臨床的に関連する株間で共通のＰＲＤを選ぶことにより、これらの株の全てに対する防御免疫応答の尤度が増加する。例えば、ＤＢＬ１は、グループ３のＰＲＤ抗原（ＰｓｐＡ０３に含まれる）の実施形態の代表例である。このＰＲＤは、６つの他の分析した株のＰＲＤと同一である。
【００９２】
例えば、ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトの実施形態である、株ＧＡ４７４３９由来のグループ２のＰＲＤを包含するＰｓｐＡ０１．１（配列番号１を参照）は、動物モデルにおける防御的な免疫原性応答を刺激し、ＰＲＤは、この応答の交差反応性を広げた（実施例４〜６）。このＰＲＤのアミノ酸配列は以下の通りである：
ＰＥＴＰＡＰＡＰＡＰＡＰＡＰＡＰＡＰＡＰＫＰＡＰＡＰＫＰＡＰＡＰＫＰＡＰＡＰＫＰＡＰＡＰＫＰＡＰＡＰＡＰＡＰＡＰＫＰＡＰＡＰＫＰＡＰＡＰＡＰＡＰＡＰＡＰＫＰＥＫＰＡＥＫＰＡＰＡＰＫＰＥＴＰＫＴ（配列番号１２）。
【００９３】
ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトの別の実施形態である、株ＮＤ６０１２由来のグループ２のＰＲＤを包含するＰｓｐＡ０１．２（配列番号２を参照）は、防御的な免疫原性応答を刺激し、このＰＲＤは、その応答を広げた。このＰＲＤのアミノ酸配列は以下の通りである：
ＰＥＴＰＡＰＡＰＡＰＡＰＡＰＡＰＡＰＡＰＡＰＡＰＫＰＡＰＡＰＫＰＡＰＡＰＫＰＡＰＡＰＡＰＡＰＡＰＫＰＥＫＰＡＥＫＰＡＰＡＰＫＰＥＴＰＫＴ（配列番号１３）。
【００９４】
同様に、ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトの別の実施形態である、以下のグループ３のＰＲＤ株：ＧＡ４７５９７、ＳＰＮ０７２８３８、ＧＡ１９１０１、７０５８５、Ｒ６、ＲＸ１／Ｄ３９、ＧＡ１６２４２、ＧＡ１７５４５、ＮＰ１１２、ＧＡ１３８５６、２０７１２４７、ＧＡ１７９７１、ＳＰ１８−ＢＳ７４、ＧＡ１３２２４およびＧＡ６０１３２に共通のＰＲＤフラグメントを包含するＰｓｐＡ０１．３（配列番号１５８を参照）は、防御的な免疫原性応答を刺激した。このＰＲＤのアミノ酸配列は以下の通りである：
ＰＥＫＰＡＰＡＰＥＴＰＡＰＥ（配列番号１５７）。
【００９５】
ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトの別の実施形態である、グループ１の株ＥＦ３２９６由来のＰＲＤを包含するＰｓｐＡ０２（配列番号３を参照）は、動物モデルにおける防御的な免疫原性応答を刺激した（実施例４〜６）。ＰＲＤは、この応答の交差反応性を広げた。このＰＤＲのアミノ酸配列は以下の通りである：
ＰＤＧＤＥＥＥＴＰＡＰＡＰＱＰＥＱＰＡＰＡＰＫＰＥＱＰＡＰＡＰＫＰＥＱＰＡＰＡＰＫＰＥＱＰＡＰＡＰＫＰＥＱＰＡＰＡＰＫＰＥＱＰＡＫＰＥＫＰＡＥＥＰＴＱＰＥＫＰＡＴＰＫＴ（配列番号１４）。
【００９６】
６つの他の株、ＧＡ１９９２３、ＳＰＮ０３４１８３、ＧＡ４７６２８、ＧＡ１８５２３、ＧＡ１６８３３、およびＧＡ１８０６８のＰＲＤは、互いに同一であり、ＥＦ３２９６のＰＲＤ（ＡＰＡＰＫＰＥＱのみが欠失）（例えば、配列番号１４の残基１９〜２６）と高い相同性を有する。したがって、これらのグループ１の７つの株全てに由来するＰＲＤ（群）は、抗原性が高く、ＰｓｐＡベースの肺炎球菌ワクチン中へ包含する上で有力な候補となりうる。これらの６つの株のＰＲＤのアミノ酸配列は以下の通りである：
ＰＤＧＤＥＥＥＴＰＡＰＡＰＱＰＥＱＰＡＰＡＰＫＰＥＱＰＡＰＡＰＫＰＥＱＰＡＰＡＰＫＰＥＱＰＡＰＡＰＫＰＥＱＰＡＫＰＥＫＰＡＥＥＰＴＱＰＥＫＰＡＴＰＫＴ（配列番号１５）。
【００９７】
ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトの別の実施形態である、株ＤＢＬ１由来のグループ３のＰＲＤを含むＰｓｐＡ０３（配列番号４を参照）は、動物モデルにおける防御的な免疫原性応答を刺激した。このＰＲＤも、ＰｓｐＡ０３への免疫応答の交差反応性を広げた。６つの肺炎球菌株：ＥＵ−ＮＰ０４、ｇａｍＰＮＩ０３７３、Ｐ１０３１、ＰＮＩ０１５３、ＧＡ１１３０４およびＰＣＳ７００１２は、ＤＢＬ１と正確に同じＰＲＤを有する（表３も参照）。このＰＲＤのアミノ酸配列は以下の通りである：
ＰＥＫＰＡＥＥＴＰＡＰＡＰＫＰＥＱＰＡＥＱＰＫＰＡＰＡＰＱＰＡＰＡＰＫＰＥＫＴＤＤＱＱＡＥＥＤＹＡＲＲＳＥＥＥＹＮＲＬＰＱＱＱＰＰＫＡＥＫＰＡＰＡＰＫＰＥＱＰＶＰＡＰＫＴ（配列番号１６）。
【００９８】
本明細書で提示されるデータから、この配列の免疫原性は、この配列中の非プロリンブロック（ＮＰＢ）に一部起因する可能性があることが示唆される：
ＱＱＡＥＥＤＹＡＲＲＳＥＥＥＹＮＲＬＰＱＱＱ（配列番号１０）。
【００９９】
分析したＰｓｐＡを有する１４種の他の肺炎球菌株も、表３で示されるように、このＮＰＢ（配列番号１０）を含有する。これらの株は、６７０−６Ｂ、ＧＡ４７３７３、Ｈｕｎｇａｒｙ１９Ａ−６、ＧＡ４７２１０、ＧＡ０５２４５、ＧＡ４１３０１、ＳＰＡＲ９５、ＧＡ４９１３８、ＡＴＣＣ６３０３、ＳＰ１４−ＢＳ６９、Ｇ５４、ＧＡ１７４８４、ＣＣＲＩ＿１９７４、およびＧＡ４１５３８である。これらの株のＰＲＤは、少なくとも１つのａＨＤ−ＰＤＲコンストラクトを含むＰｓｐＡベースのワクチン中に含まれる有力な候補である。これらの１４種の株のそれぞれのＰＲＤアミノ酸配列は、配列番号１７から配列番号２４に示される。
【０１００】
ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトの別の実施形態である、１５種のグループ３のＰＲＤに共通のフラグメントを含むＰｓｐＡ０１．３（配列番号１５８を参照）も、動物モデルにおける防御的な免疫原性応答を刺激した。Ｆｕｋｕｙａｍａら、２０１５。このＰＲＤのアミノ酸配列フラグメントは、ＰＥＫＰＡＰＡＰＥＴＰＡＰＥ（配列番号１５７）である。このＰＲＤフラグメントを含有する、分析したＰｓｐＡを有する１５種の肺炎球菌株は、表３で示されるように、ＧＡ４７５９７、ＳＰＮ０７２８３８、ＧＡ１９１０１、７０５８５、Ｒ６、ＲＸ１／Ｄ３９、ＧＡ１６２４２、ＧＡ１７５４５、ＮＰ１１２、ＧＡ１３８５６、２０７１２４７、ＧＡ１７９７１、ＳＰ１８−ＢＳ７４、ＧＡ１３２２４およびＧＡ６０１３２である。したがって、このフラグメントを含むことでも、それらのＰＲＤ中にこれと同一な、または類似するアミノ酸配列を有する株に対する交差反応性を強化することができる。
【０１０１】
特定のＰＲＤグループと特定のＰｓｐＡのａＨＤクレードとの間に明確な関連はないにもかかわらず、両者の関連性（図２）、すなわち連関するポイントにおいて高度な非ランダム性が存在していた（実施例２を参照）。
【実施例２】
【０１０２】
ａＨＤクレード定義領域の５つの主要なグループおよびａＨＤ抗原の選択
クレード定義領域（ＣＤＲ）は、通常ａＨＤ中で最終的におよそ１００アミノ酸からなり、これは、ａＨＤ内の最も高い抗原性を有するドメインであると考えられた。ＭｃＤａｎｉｅｌら、１７  Ｍｉｃｒｏｂ．Ｐａｔｈｏｇ．３２３（１９９４）；Ｒｏｃｈｅら、２００３；Ｖａｄｅｓｉｌｈｏら、２１  Ｃｌｉｎ．Ｖａｃｃｉｎｅ  Ｉｍｍｕｎｏｌ．９４０（２０１４）。実施例１に記載の通りに同定された１２４種の固有なＰｓｐＡゲノム配列を使用して、本発明者らは各配列由来のａＨＤを抽出した。この情報に、本発明者らは、これまでに分析した１２種のａＨＤ配列の情報を追加した（Ｈｏｌｌｉｎｇｓｈｅａｄら、２０００を参照）。本発明者らは、Ｇｅｎｅｉｏｕｓアライメント（Ｂｌｏｓｕｍ６２マトリックスを用いたグローバルアライメント）を一部使用したＧｅｎｅｉｏｕｓソフトウェアプラットフォーム（ｖ７．１．７、Ｂｉｏｍａｔｔｅｒｓ  Ｌｔｄ．、ニュージーランド）で合計１３６種の固有なａＨＤのＣＤＲを並べ、次いで本発明者らは、Ｇｅｎｅｉｏｕｓツリービルダープラグインを使用して系統樹を作り出した（ツリー構造、図２に記載の通り）。近隣結合（ＮＪ）方法をＪｕｋｅｓ  Ｃａｎｔｏｒ遺伝子距離モデルと共に使用して系統樹を作製した。
【０１０３】
これは、自動的に結果が導き出されるような、または容易なプロセスではなかった。特徴的なアミノ酸配列はＣＤＲの始めにあることが多いが（例えば、クレード１およびクレード２のＣＤＲの約７０パーセントは、ＬＫＥＩＤ（例えば、配列番号２５の残基１〜５）およびＬＫＥＩＧ（配列番号８６）のいずれかから始まり、クレード３のＣＤＲのほとんどは、ＬＡＫＫＱ（例えば、配列番号３２の残基１〜５）から始まり、クレード４のＣＤＲのほとんどは、ＬＥＫから始まる）、多くのＣＤＲは特徴的な配列から始まっていない。その代わりに、ＣＤＲの開始位置は、各クレードにとって特徴的なアミノ酸相同性を有するパターンの開始部位にマークされる。相同性はしばしば、同じクレードの株間で、ＣＤＲの前の部位にて出現する。しかしながら、このようなケースにおいて、株間の相同性のパターンは通常、ＣＤＲの開始部位で切り替わる。したがって、ａＨＤのＣＤＲ前の領域からＣＤＲ後の領域への移行はしばしば、相同性パターン中での移行によってマークされる。各ＣＤＲの開始部位を決定するには、卓越した技能と判断が必要であった。主な基準は、他の株でも同様に配置された領域と高い相同性を示している領域の開始部位を選択することと、ＰｓｐＡの最も大きいパーセンテージを占めるものに対して、最も恣意的ではないと考えられる方法によって、それを行うことであった。
【０１０４】
得られた新規のツリー図（図２）は、個々の肺炎球菌株、クレードおよびファミリー間の相対的なＣＤＲ配列の相同性の推測を可能にする。いずれか２つの株をつなぐ垂直方向の線の長さの合計（またはいずれか２つのクレードの平均）が、ＣＤＲ配列に沿ったいずれかの位置におけるアミノ酸置換の尤度と比例する、すなわちＣＤＲ相同性の相違の程度と比例するように、図を構築した。さらに、この尤度は、この長さを、図２に示される垂直方向の基準バー長と比較することによって概算することができ、該基準バーの長さは、この垂直方向の分離の長さに対して、場所当たり平均０．２個の単一対のアミノ酸置換に相当する。
【０１０５】
したがって、例えば、この基準バーの長さを、平均的なクレード４株および平均的なクレード５株をつなぐ垂直方向の線の合計長と比較することにより、クレード４株のＣＤＲ中のあらゆるアミノ酸が、クレード５の株中の、それと類似して配置しているアミノ酸で１つの特定のアミノ酸の置換によって相違している尤度が、約０．３５であることが示唆される。ここでの確率は、単一対の置換に対する確率であるため、１．０を超える値が許容されるのである。例えば、同じＣＤＲ位置において、同じクレード中の一部の株はロイシン（Ｌ）を有し、一部の株はグリシン（Ｇ）を有するが、さらにその他の株ではチロシン（Ｙ）を有する場合、該部位は、同じクレード中の平均的な株間で比較した場合、２つの単一対の置換を有するとみなされる。異なるクレード中の株間で比較する場合、部位当たりの複数の単一対の置換の尤度は増加し、ましてや異なるファミリー中の株間で比較する場合はなおさらである。
【０１０６】
図２Ａは、３つのファミリーへＣＤＲ（群）が明確に分離されることを示す（結果としてａＨＤ全般での抗原としての類似性）。２つの主要なファミリー１および２は、それぞれ２つおよび３つのクレードからなる。ファミリー１において、クレード１および２は、ファミリー２におけるクレード３、４、および５よりわずかに大きい相同性を有する。ファミリー３は、唯一のクレードであるクレード６を含有し、これは、配列の分析された１３６種の株のうち３種のみを含む。これまで、調査によって、ファミリー３のＰｓｐＡを有する肺炎球菌によって引き起こされた疾患はまれであることが世界的に示されている。Ｈｏｌｌｉｎｇｓｈｅａｄら、２０００；Ｖｅｌａ  Ｃｏｒａｌら、２００１；Ｈｏｔｏｍｉら、２０１３。この分析の予想外の結果は、各クレードに割り振られた株の多くの間に高度なＣＤＲ相同性が存在する点である。図２Ａにおいて、個々の株をつなぐ直線が水平であることは、それらのＣＤＲ間の完全な相同性を意味する。
【０１０７】
したがって、図２Ａ〜図２ＤのＣＤＲツリー図は、ａＨＤ−ＰＲＤワクチン抗原コンストラクト中に含める上でａＨＤを選択するための戦略を示唆する。例えば、ツリー図は、クレード１または２のいずれかからａＨＤを選択することで、ほとんどのファミリー１の肺炎球菌のＰｓｐＡサブタイプに対する交差反応性を惹起する可能性があることを示唆する。さらに、それよりいくらか大きいファミリー２では、その多様性から、少なくとも２つのａＨＤ抗原を、ファミリー２の異なるクレードから選択してもよいことを示唆しており、例えば１つは大きいクレード３から、１つはクレード４または５から選択してもよい。これらの戦略を、本発明者らは、ＰＲＤと組換えにより合体させるａＨＤを選択する上での指針とし、ａＨＤ−ＰＲＤ免疫原性コンストラクト：クレード２、３および４のそれぞれに由来するａＨＤの３つの実施例の実施形態を提供する（実施例３を参照）。
【０１０８】
動物のデータから、ＰｓｐＡ０１．１、ＰｓｐＡ０１．２、ＰｓｐＡ０２、およびＰｓｐＡ０３のａＨＤは、免疫原性を有することが示された（実施例４〜６を参照）。一部のａＨＤ抗原の交差反応性が高いという追加の証拠がある。Ｎａｂｏｒｓら、２０００；Ｄａｒｒｉｅｕｘら、２００７および２００８；Ｍｏｒｅｎｏら、２０１０、Ｆｕｋｕｙａｍａら、２０１５。
【０１０９】
ＰｓｐＡ０１．１（配列番号１）、ＰｓｐＡ０１．２（配列番号２）、およびＰｓｐＡ０１．３（配列番号１５８）のケースにおいて、これは、株Ｄ３９由来のクレード２のＣＤＲ配列が免疫原性を有することを意味する。この株のバリアントであるＲｘ１は多糖類莢膜がないが、同じＰｓｐＡを有する。このＣＤＲのアミノ酸配列は以下の通りである：
ＬＫＥＩＤＥＳＥＳＥＤＹＡＫＥＧＦＲＡＰＬＱＳＫＬＤＡＲＫＡＫＬＳＫＬＥＥＬＳＤＫＩＤＥＬＤＡＥＩＡＫＬＥＤＱＬＫＡＡＥＥＮＮＮＶＥＤＹＦＫＥＧＬＥＫＴＩＡＡＫＫＡＥＬＥＫＴＥＡＤＬＫＫＡＶＮＥ（配列番号２５）。
【０１１０】
Ｄ３９／Ｒｘ１のａＨＤの完全アミノ酸配列は、配列番号１５９で提供される。
【０１１１】
しかしながら、代替のクレード２の抗原として、以下のＣＤＲ配列：
ＬＫＤＩＮＥＳＤＳＥＤＹＶＫＥＧＬＲＡＰＬＱＳＥＬＤＴＫＫＡＫＬＬＫＬＥＥＬＳＧＫＩＥＥＬＤＡＥＩＡＥＬＥＶＱＬＫＤＡＥＧＮＮＮＶＥＡＹＦＫＥＧＬＥＫＴＴＡＥＫＫＡＥＬＥＫＡＥＡＤＬＫＫＡＶＤＥ（配列番号２６）
を有する株：ＤＢＬ５、ＣＧＳＰ１４、ＧＡ４７４３９のうちの１つに由来するａＨＤを選択してもよいし、または以下のほぼ相同なＣＤＲ配列：
ＬＫＥＩＤＥＳＤＳＥＤＹＩＫＥＧＦＲＡＰＬＱＳＥＬＤＴＫＫＡＫＬＬＫＬＥＥＬＳＧＫＩＥＥＬＤＡＥＩＡＥＬＥＶＱＬＫＤＡＥＧＮＮＮＶＥＡＹＦＫＥＧＬＥＫＴＴＡＥＫＫＡＥＬＥＫＡＥＡＤＬＫＫＡＶＤＥ（配列番号２７）
を有する株ＮＤ６０１２からのａＨＤを選択してもよい。
【０１１２】
これらの４つの株のＣＤＲは、他の分析されたクレード２のＣＤＲ配列と近い相同性を有する（図２を参照）。さらにそれら全ては、グループ２のＰＲＤを有する。このＣＤＲに対する免疫性を惹起することは、ＰＲＤグループ２の抗原による免疫で十分にカバーされていない可能性がある株に対する追加のカバー範囲を提供する。ＤＢＬ５、ＣＧＳＰ１４、ＧＡ４７４３９およびＮＤ６０１２の完全なａＨＤのアミノ酸配列は配列番号２８〜配列番号３１に提供される。
【０１１３】
本発明者らの動物のデータは、クレード３の株であるＥＦ３２９６由来のＰｓｐＡ０２中のａＨＤのＣＤＲ（配列番号３を参照）も免疫原性を有することを示す。このＣＤＲのアミノ酸配列は以下の通りである：
ＬＡＫＫＱＴＥＬＥＫＬＬＤＳＬＤＰＥＧＫＴＱＤＥＬＤＫＥＡＥＥＡＥＬＤＫＫＡＤＥＬＱＮＫＶＡＤＬＥＫＥＩＳＮＬＥＩＬＬＧＧＡＤＳＥＤＤＴＡＡＬＱＮＫＬＡＴＫＫＡＥＬＥＫＴＱＫＥＬＤＡＡＬＮＥＬＧ（配列番号３２）。
【０１１４】
２６種のクレード３の肺炎球菌株、ＧＡ４７６２８、ＧＡ１７３０１、ＧＡ５４６４４、２０７０５３１、ＣＤＣ１８７３−００、ＧＡ０２２７０、ＧＡ０２７１４、２０７０１０９、ＧＡ４７２８３、ＥＦ３２９６、ＧＡ１８０６８、ＧＡ１９９２３、３０６３−００、７５３３−０５、ＧＡ１６８３３、ＳＰ９−ＢＳ６８、ＧＡ０８７８０、ＧＡ１７５７０、ＳＰＡＲ５５、ＧＡ４７７５１、ＣＤＣ１０８７−００、ＮＰ１４１、ＧＡ１６５３１、ＧＡ１３６３７、ＧＡ４９４４７、およびＧＡ４００２８（本明細書で分析された４６種のクレード３の株の過半数）は、このＣＤＲと実質的な同一性を有する。したがって、このＣＤＲを含むａＨＤは、多くの肺炎球菌株に対する直接的な免疫性を提供すると予想される。これらの２６種の株の完全なａＨＤのアミノ酸配列は配列番号３３〜配列番号５８に提供される。
【０１１５】
また動物モデルのデータも、クレード４の株であるＥＦ５６６８由来のコンストラクトＰｓｐＡ０３中のａＨＤのＣＤＲ（配列番号４を参照）の免疫原性を示す。このＣＤＲのアミノ酸配列は以下の通り：
ＬＥＫＶＬＡＴＬＤＰＥＧＫＴＱＤＥＬＤＫＥＡＡＥＡＥＬＮＥＫＶＥＡＬＱＮＱＶＡＥＬＥＥＥＬＳＫＬＥＤＮＬＫＤＡＥＴＮＮＶＥＤＹＩＫＥＧＬＥＥＡＩＡＴＫＫＡＥＬＥＫＴＱＫＥＬＤＡＡＬＮＥＬＧ（配列番号５９）
であり；
その完全なＥＦ５６６８のａＨＤのアミノ酸配列は配列番号６０として示される。
【０１１６】
代替となるクレード４のａＨＤ抗原として、可能な限り多くの臨床的に重要な株との強い交差反応性の可能性を高めるために、互いにより一層高い相同性を有するＣＤＲを有するａＨＤを選択してもよい。３つの例は、株ＣＤＣ０２８８−０４、Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ１５Ｂ−３７、およびＧＡ４７５２２であり、これらは全て、以下のアミノ酸配列を有するＣＤＲを有する：
ＬＥＫＡＥＡＥＬＥＮＬＬＳＴＬＤＰＥＧＫＴＱＤＥＬＤＫＥＡＡＥＡＥＬＮＫＫＶＥＡＬＱＮＱＶＡＥＬＥＥＥＬＳＫＬＥＤＮＬＫＤＡＥＴＮＮＶＥＤＹＩＫＥＧＬＥＥＡＩＡＴＫＱＡＥＬＥＫＴＱＫＥＬＤＡＡＬＮＥＬＧ（配列番号６１）。
【０１１７】
したがって、ａＨＤタンパク質における代替株は、配列番号６２に示される完全なａＨＤアミノ酸配列を有するＣＤＣ０２８８−０４であってもよい。
【０１１８】
クレード４の株Ｇ５４、ＧＡ１７４８４、ＣＣＲＩ＿１９７４、ＳＰ１４−ＢＳ６９、ＳＰ１９−ＢＳ７５、およびＧＡ４１５３８も、同じアミノ酸配列を有するＣＤＲを有する：
ＬＥＫＡＥＡＥＬＥＮＬＬＳＴＬＤＰＥＧＫＴＱＤＥＬＤＫＥＡＡＥＡＥＬＮＫＫＶＥＡＬＱＮＱＶＡＥＬＥＥＥＬＳＫＬＥＤＮＬＫＤＡＥＴＮＮＶＥＤＹＩＫＥＧＬＥＥＡＩＡＴＫＫＡＥＬＥＫＴＱＫＥＬＤＡＡＬＮＥＬＧ（配列番号６３）。
【０１１９】
それゆえに、配列番号６４に示される完全なアミノ酸配列を有するＧ５４のａＨＤは、クレード４のａＨＤ抗原のための別の代替となる源を提供する。
【０１２０】
図２は、ＰＲＤにコンジュゲートしない可能性がある、さらなるａＨＤ抗原を選択するための別の指針を提供する。例えば、少なくとも１つの実施形態において、ワクチン組成物は、３つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトに加えて、少なくとも１つの、例えば１または２つの非コンジュゲートａＨＤを含む。図２に示される相同性に差のあるａＨＤ、特に、ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを鑑み、さらに特定の臨床的重要性も考慮して、非コンジュゲートａＨＤは、クレード１およびクレード５から選択してもよく、例えば、１つはクレード１由来の非コンジュゲートａＨＤであり、１つはクレード５由来の非コンジュゲートａＨＤであってもよい。
【０１２１】
クレード１の株については、別の実施形態では、以下の肺炎球菌株：ＢＧ８７４３、ＮＰ０７０、２０６１３７６、ＳＰ２３−ＢＳ７２、２０８０９１３、ＧＡ５８９８１、ＧＡ５６３４８、ＧＡ１４６８８、ＧＡ４４１２８、または２０７１００４から選択される少なくとも１つの非コンジュゲートクレード１のａＨＤを含む免疫原性組成物を提供する。これらの株は全て、同じＣＤＲ配列を有する：
ＬＫＥＩＤＥＳＤＳＥＤＹＩＫＥＧＬＲＡＰＬＱＳＫＬＤＡＫＫＡＫＬＳＫＬＥＥＬＳＤＫＩＤＥＬＤＡＥＩＡＫＬＥＫＤＶＥＤＦＫＮＳＤＧＥＱＡＥＱＹＬＶＡＡＫＫＤＬＤＡＫＫＡＥＬＥＮＴＥＡＤＬＫＫＡＶＤＥ（配列番号６５）。
【０１２２】
この領域（配列番号６５）は、他の分析されたクレード１の領域のＣＤＲと近い相同性を有することから、他のクレード１のＰｓｐＡに対する強い交差反応性を惹起する可能性がある。
【０１２３】
加えて、前述したクレード１の株は全て、グループ２のＰＲＤを有する。まとめると、それらは、全てのクレードにわたり分布するグループ２のＰＲＤを有する、分析された全ての株のほぼ半分を構成する。ＰｓｐＡ０１．１およびＰｓｐＡ０１．２におけるグループ２のＰＲＤ抗原が、グループ２のＰＲＤを有する肺炎球菌株に対して不十分な交差反応性を提供する事象に対して、上記のＣＤＲ（配列番号６５）を有する追加のａＨＤは、このような株に対する防御を提供することができる。株ＢＧ８７４３、ＮＰ０７０、２０６１３７６、ＳＰ２３−ＢＳ７２、２０８０９１３、ＧＡ５８９８１、ＧＡ５６３４８、ＧＡ１４６８８、ＧＡ４４１２８、および２０７１００４の完全なａＨＤアミノ酸配列は、それぞれ配列番号６６〜配列番号７５に示される。
【０１２４】
他のクレード１のＣＤＲと近い相同性を有するＣＤＲを有する代替のクレード１のａＨＤ抗原としては、株ＳＰ１８−ＢＳ７４、ＧＡ４７５９７、ＳＰＮ０７２８３８、ＧＡ１９１０１、ＧＡ１３２２４、ＧＡ１６２４２、ＧＡ１７５４５、ＮＰ１１２、ＧＡ１３８５６、ＧＡ１７９７１、または２０７１２４７由来のものが挙げられ、これらは、以下のアミノ酸配列：
ＬＫＥＩＤＥＳＤＳＥＤＹＶＫＥＧＬＲＡＰＬＱＳＥＬＤＡＫＱＡＫＬＳＫＬＥＥＬＳＤＫＩＤＥＬＤＡＥＩＡＫＬＥＫＮＶＥＤＦＫＮＳＮＧＥＱＡＥＱＹＲＡＡＡＥＥＤＬＡＡＫＱＡＥＬＥＫＴＥＡＤＬＫＫＡＶＮＥ（配列番号７６）
を有するＣＤＲにおいて実質的な同一性を有する。
【０１２５】
他の代替のクレード１のａＨＤ抗原としては、株６７０−６Ｂ、ＥＵ−ＮＰ０４、ｇａｍＰＮＩ０３７３、Ｐ１０３１、ＰＮＩ０１５３、ＧＡ１１３０４、またはＰＣＳ７００１２由来のものが挙げられ、これらもまた、アミノ酸配列：
ＬＫＧＩＤＥＳＤＳＥＤＹＶＫＥＧＬＲＡＰＬＱＳＥＬＤＡＫＲＴＫＬＳＴＬＥＥＬＳＤＫＩＤＥＬＤＡＥＩＡＫＬＥＫＮＶＥＹＦＫＫＴＤＡＥＱＴＥＱＹＬＡＡＡＥＫＤＬＡＤＫＫＡＥＬＥＫＴＥＡＤＬＫＫＡＶＮＥ（配列番号７７）
を有する共通のＣＤＲを有する。
【０１２６】
したがって、株ＮＰ１１２および６７０−６ＢのａＨＤは、上記のＣＤＲグループそれぞれに由来するクレード１のａＨＤ抗原の２つの具体的な代替の実施形態を提供する。それらの完全なアミノ酸配列は、それぞれ配列番号７８および配列番号７９として示される。
【０１２７】
少なくとも１つの実施形態において、少なくとも１つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを含む組成物中に包含され得る可能性のあるクレード５の非コンジュゲート（連結されていない）ａＨＤに関して、これは、肺炎球菌株ＧＡ４７３７３、ＧＡ０５２４５、ＧＡ４１３０１、ＧＡ４７２１０、またはＨｕｎｇａｒｙ１９Ａ−６から選択することができる。これらの株は、分析されたクレード５の株のほとんどを構成し、それらのＣＤＲは、ほぼ完全に相同である。例えば、以下は、ＧＡ４７３７３のＣＤＲである（ＧＡ４７３７３の完全なａＨＤのアミノ酸配列は、配列番号８１に示される）：
ＬＥＤＡＥＬＥＬＥＫＶＬＡＴＬＤＰＥＧＫＴＱＤＥＬＤＫＥＡＡＥＤＡＮＩＥＡＬＱＮＫＶＡＤＬＥＮＫＶＡＥＬＤＫＥＶＴＲＬＱＳＤＬＫＤＡＥＥＮＮＶＥＤＹＶＫＥＧＬＤＫＡＬＴＤＫＫＶＥＬＮＮＴＱＫＡＬＤＴＡＱＫＡＬＤＴＡＬＮＥＬＧ（配列番号８０）。
【実施例３】
【０１２８】
Ｅ．ｃｏｌｉ発現系を使用した純粋で安定なａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトの産生
組換えａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトのアミノ酸配列を、実施例１および２に記載の実施形態に従って設計した。発現のために、３つの特定のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを選択した。ここで１つのコンストラクトは、クレード１または２のいずれか由来のファミリー１のａＨＤを含み、２つのコンストラクトは、ファミリー２由来のａＨＤを含み、そのうち一方はクレード３由来であってもよく、残りのａＨＤは、クレード４または５のいずれか由来であってもよい。
【０１２９】
一つの実施形態では、高度に免疫原性を有することが報告されたクレード２のａＨＤ（株Ｄ３９由来）を包含していた。Ｆｕｋｕｙａｍａら、２０１５。別の実施形態では、ＰｓｐＡに対するヒト抗体との反応性を有することが報告されたクレード３のａＨＤ（株ＥＦ３２９６由来）を包含していた。Ｎａｂｏｒｓら、２０００；Ｒｏｃｈｅら、２００３。さらなる実施形態では、以前の調査によりマウスにおいて高度な免疫原性を有することが示された株ＥＦ５６６８由来のクレード４のａＨＤを包含していた。
【０１３０】
ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを完成させるために、３つの異なる完全なＰＲＤ、またはそれらのフラグメントの配列を、当初選択した３つのａＨＤのＣ末端のそれぞれに１つずつ付加した。付加されたＰＲＤ（またはそれらのフラグメント）は、ａＨＤの供給元となった天然に存在する肺炎球菌株に見出されるものと同じであってもよいし、または異なる肺炎球菌株由来であってもよく、その場合、ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトは、人工融合タンパク質であると予想される。一つの実施形態においては、ＰＲＤ（またはそれらのフラグメント）のそれぞれは、異なるＰＲＤグループ由来であった（それぞれが、３つのＰＲＤグループのそれぞれに由来する）。別の実施形態においては、２つまたは３つものＰＲＤ（またはそれらのフラグメント）が、同じＰＲＤグループ由来であった（実施例７を参照）。
【０１３１】
さらなるａＨＤ−ＰＲＤワクチン抗原コンストラクトは、高い免疫原性および交差反応性を示す群、または高い免疫原性および交差反応性を示す特定のモチーフ（またはそれらの組合せ）を含む群、から選択されるＰＲＤを包含していてもよい。
【０１３２】
実施例２で示された通り、ワクチンの実施形態は、ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクト３つのみを包含していてもよく、さらに、ずれのＰＲＤにも連結されていない少なくとも１つのａＨＤを包含していてもよい。これらのａＨＤは、３つの主要なａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトに提示されないクレードから選択することができる。さらに、ワクチンの別の実施形態では、２つのみのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトおよびいずれのＰＲＤにも連結されていない少なくとも１つのａＨＤを含んでいてもよく、これはなぜなら、これらは単独で、病原性を有するほとんどの肺炎球菌株から防御するのに十分な交差反応性を提供することができるためである（実施例７を参照）。実際に、ワクチンの別の実施形態は、１つのみのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトおよびいずれのＰＲＤにも連結されていない２またはそれより多くのａＨＤを含んでいてもよい。
【０１３３】
当初のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトのアミノ酸配列は、本明細書に示されている。これらは、当業者公知の標準的な遺伝子工学技術を使用して細菌発現系で発現させることができる。一例として、ＰｓｐＡ０１．１、ＰｓｐＡ０１．２、ＰｓｐＡ０１．３、ＰｓｐＡ０２、およびＰｓｐＡ０３をコードするＤＮＡ分子は、Ｅ．ｃｏｌｉ発現系に最適化された翻訳コドンを使用して、ウイルスプラスミドＤＮＡ分子としてそれぞれ別々に合成することができる。
【０１３４】
ＰｓｐＡ０１．１（配列番号１）をコードすることが可能な核酸分子（具体的にはＤＮＡ）の例は、配列番号８２に示される。ＰｓｐＡ０１．２（配列番号２）をコードするＤＮＡ分子の実施例は、配列番号８３に示される。ＰｓｐＡ０１．０３（配列番号１５８）をコードするＤＮＡ分子の実施例は、配列番号１６０に示される。ＰｓｐＡ０２（配列番号３）をコードするＤＮＡ分子の実施例は、配列番号８４に示される。最後に、ＰｓｐＡ０３（配列番号４）をコードするＤＮＡ分子の実施例は、配列番号８５に示される。
【０１３５】
これらのプラスミドＤＮＡを別々に、ｐＥＴ１７ｂのＨｉｎｄＩＩＩ部位とＥｃｏＲＩ部位との間にクローニングした。次いでプラスミドを別々に、Ｅ．ｃｏｌｉ  ＢＬ２１（ＤＥ３）細胞にトランスフェクトした。トランスフェクトされたＥ．ｃｏｌｉを培養した後、超音波破砕した細胞の上清を、ＤＥＡＥ−およびＳＰ−セファロースイオン交換クロマトグラフィーカラムの両方にローディングした。続いてこれをセファクリルＳ−２００カラムでゲルろ過し、最終的に発現されたそれぞれのタンパク質につき、活性画分を別々にプールした。図５は、ドデシル硫酸リチウムポリアクリルアミドゲル電気泳動を使用した発現産物の純度を示す。個々のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトに対するポリクローナル抗体を使用したウェスタンブロット分析によって、それらの同一性が確認され、同様にそれぞれのコンストラクトに固有なエピトープに結合したモノクローナル抗体でも確認された。
【実施例４】
【０１３６】
ＩＭ製剤の形態の単一のコンストラクトを用いた免疫原性研究
個々のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを含む筋肉内（ＩＭ）投与のための製剤をアラムアジュバントを用いて調製した。このアラム製剤は、実施例３に記載される個々のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）ゲルに記載された通りに吸収させることによって作製した。Ｌｉｎｄｂｌａｄ、８２  Ｉｍｍｕｎｏ．Ｃｅｌｌ  Ｂｉｏｌ．４９７（２００４）。
【０１３７】
３つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトのそれぞれ（ＰｓｐＡ０１．１、ＰｓｐＡ０２、およびＰＰｓｐＡ０３）を、各コンストラクトにつき２匹のウサギで個々に試験して、直接および交差反応性の免疫性を評価した。各ウサギは、それが投与された抗原に従ってＰｓｐＡ＿Ｒ１またはＰｓｐＡ＿Ｒ２と名付けられる。例えば、ＰｓｐＡ０１．１＿Ｒ１およびＰｓｐＡ０１．１＿Ｒ２は、ＰｓｐＡ０１．１で免疫した２匹のウサギであった（図５）。０日目に、各ウサギを、指示された抗原１００μｇで完全フロイントアジュバントと共にＩＭにより免疫した。２週間後、各ウサギを、指示された抗原１００μｇにより不完全フロイントアジュバントと共にＩＭでブーストした。さらに２週間後、個々のウサギからの血清を、個々のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトをプレーティングしたウェル中での間接ＥＬＩＳＡ（各コンストラクトにつき別々のウェル）を使用して試験した。図５は、３つの抗原コンストラクトのそれぞれに特異的に結合する血清ＩｇＧ（逆数のｌｏｇ２のＥＬＩＳＡタイター）のタイターを示す。エンドポイントのタイターは、陰性対照より大きい０．１のＯＤ４５０をもたらした最後の希釈率の逆数のｌｏｇ２として表した。各ウサギににおいて、免疫化コンストラクトに対してもたらされた高い抗体価が期待された。しかしながら、特筆すべきことに、ウサギによって２つの非免疫化コンストラクトのそれぞれに対してもたらされたタイターは、非類似の抗原に対する交差反応性の程度のタイターを示した。これまで述べたように、ＰｓｐＡ０１．１は、ファミリー１、クレード２のａＨＤを包含するが、ＰｓｐＡ０２およびＰｓｐＡ０３は、それぞれファミリー２、クレード３および４のａＨＤを包含する。したがって、ファミリー内の、ただしクレード間の交差反応性がファミリー間の交差反応性より高いことは驚くことではない。
【０１３８】
以下のより多くのマウスを用いた研究は、免疫原性を確認し、攻撃（抗原投与）研究を裏付けた。
【０１３９】
以下の手順を使用して、本発明者らは、ＩＭ製剤は、単回の初回ＩＭ免疫および単回の７．５週目のブースター注射後のマウスにおいて、強いＰｓｐＡ特異的な血清ＩｇＧ応答を惹起することを示した。３７週齢のｄＢＡＬＢ／ｃ雌マウスを１０匹ずつの３つのグループに分割し、アジュバントとしてアラムを用いて製剤化された単一のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトで、すなわちマウスの３グループそれぞれに対して、以下の３つのコンストラクト、ＰｓｐＡ０１．１、ＰｓｐＡ０２またはＰｓｐＡ０３それぞれのうち１つで各グループを免疫した。各グループ中の５匹のマウスに３μｇの用量を投与し、５匹は１０μｇの用量を投与した。両方のグループのマウスの後脚上部の筋肉に注射体積０．０２ｍＬを投与した。７．５週目に、全てのマウスの同じ筋肉に、同じ抗原の同じ用量および体積の１回のブースト注射を投与したが、このブースター用量はアラムまたは他のいずれのアジュバントを用いて製剤化されたものではなかった。
【０１４０】
ＥＬＩＳＡアッセイを使用して、各マウスを免疫した特定のコンストラクトに結合する、個々のＩｇＧ抗体の血清タイターを測定した。プレート（９６ウェル）を、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）中の１μｇ／ｍｌのコンストラクトで４℃で一晩コーティングした。ＰＢＳ−Ｔｗｅｅｎ中の１％ＢＳＡでブロッキングした後、サンプルの２倍連続希釈液を添加し、室温（ＲＴ）で２時間インキュベートした。サンプルを洗浄した後、本発明者らは、１：１０００希釈したホースラディッシュペルオキシダーゼ（ＨＲＰ）コンジュゲートヤギ抗マウスＩｇＧを添加し、サンプルを室温で２時間インキュベートした。インキュベーション後、３，３’，５，５’−テトラメチルベンジジン（ＴＭＢ）マイクロウェルペルオキシダーゼ基質システム（ＸＰＬ）を使用して発色させた。エンドポイントのタイターは、陰性対照より大きい少なくとも０．１のＯＤ４５０をもたらした最後の希釈率のタイターの逆数のｌｏｇ２として表した。上昇した血清ＩｇＧレベルは、ブースター注射から８週間より長く持続したことから、長期の記憶応答であることが示された（図６）。
【実施例５】
【０１４１】
ＩＮ製剤の形態の単一のコンストラクトを用いた免疫原性研究
ＩＮ製剤のための送達担体は、カチオン性コレステリル基を有するプルラン（ｃＣＨＰまたはナノゲル）を含有していた。プルランは、マルトトリオースのポリマーである。ｃＣＨＰの産生は公知であり、他所より提供されている。例えば、Ａｙａｍｅら、１９  Ｂｉｏｃｏｎｊ．Ｃｈｅｍ．８８２（２００８）；Ｎｏｃｈｉら、２０１０を参照されたい。工程は、酵母発現系を使用してプルランを製造すること、未加工の分子を５０ｋＤから１００ｋＤの質量に短くすること、コレステリル基（１００グルコース単位当たり約１．１〜１．６個）を共有結合させること、およびカチオン性アミノ基（１００グルコース単位当たり約２０個）を共有結合で付加すること、を含んでいる。
【０１４２】
１つの製造方法を以下の通り概説する：ヒドロキシル基を含有する炭化水素または１２〜５０個の炭素原子を有するステロールをまず、ＯＣＮ−Ｒ１ＮＣＯで表されるジイソシアネート化合物（式中Ｒ１は、１〜５０個の炭素原子を有する炭化水素基を表す）と反応させ、ヒドロキシル基を含有する炭化水素（またはステロール）の１分子を含有するイソシアネート基を含有する疎水性化合物を生産した。得られたイソシアネート基を含有する疎水性化合物を多糖類と反応させ、１２〜５０個の炭素原子を有する炭化水素またはステリル基を含有する疎水性基を含有する多糖類を生産した。次に生成物をケトンベースの溶媒で精製して、高純度の疎水性基を含有する多糖類を生産した。
【０１４３】
好適な多糖類は、例えば、プルラン、アミロペクチン、アミロース、デキストラン、ヒドロキシエチルデキストラン、マンナン、レバン、イヌリン、キチン、キトサン、キシログルカン、または水溶性セルロースであってもよい。少なくとも１つの実施形態において、多糖類は、プルランである。
【０１４４】
ＩＮワクチンに好適なナノゲルの例としては、コレステロール疎水性基を含有する多糖類（ＣＨＰ）およびカチオン性ＣＨＰ誘導体（ｃＣＨＰ）が挙げられる。ＣＨＰは、１〜１０、例えば１〜２個のコレステロール分子が、プルランの１００グルコース単位当たり１回の置換により付加された、分子量３０，０００〜２００，０００ｋＤの構造を有する。プルラン分子量の範囲の例は、７０，０００ｋＤ〜１００，０００ｋＤである。
【０１４５】
１００グルコース単位当たりのコレステロール置換の程度は、抗原のサイズおよび疎水性の程度に基づいて選ぶことができる。ＣＨＰの疎水性の程度をさらに変更するために、それぞれ１０〜３０個（例えば、約１２〜２０個）の炭素原子を有する１つまたは複数のアルキル基を付加してもよい。少なくとも１つの実施形態は、１０〜４０ｎｍ、例えば２０〜３０ｎｍの粒度を有するナノゲルを提供する。このようなＣＨＰナノゲルは、がんワクチンのヒト臨床試験で使用されており、その場合、ＣＨＰナノゲルは、がん抗原の送達担体として役立つ。
【０１４６】
別の実施形態においては、正電荷を有する官能基、例えばカチオン性アミノ基を取り込んだｃＣＨＰナノゲルを提供する。これは、ナノゲル−抗原複合体を、負電荷を有する鼻粘膜表面上により長く保持することを可能にする。カチオン性アミノ基の最適な包含比率は、抗原によって決定される。ＰｓｐＡを含むほとんどの抗原にとって最適な範囲は、ｃＣＨＰの１００グルコース単位当たり１８〜２２個（例えば２０個）である。
【０１４７】
以下に、アミノ基をＣＨＰナノゲルと組み合わせるための方法の例を記載する：凍結乾燥したＣＨＰ（およそ０．１５ｇ）を１５ｍＬのジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中に溶解させ、そこに窒素流下で１−１’−カルボニルジイミダゾール（およそ７５ｍｇ）を添加した。室温で数時間（例えば約１時間）反応を進行させた。反応溶液に、カチオン性アミン、例えばエチレンジアミン（例えば約３００ｍｇ）を徐々に添加し、混合物を数時間から１日中（例えば、約２４時間）撹拌した。得られた反応溶液を蒸留水に対して数日間透析した。透析後、反応溶液を凍結乾燥して、乳白色の固体を得た。エチレンジアミン置換の程度は、例えばＨ−ＮＭＲを使用した元素分析によって評価することができる。
【０１４８】
ナノゲルを作製した後、３つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトのそれぞれに当たる、ＰｓｐＡ０１．１、ＰｓｐＡ０２、およびＰｓｐＡ０３のナノゲル製剤を、報告された手順を使用して作製した。米国特許第８，９６１，９８３号；Ｎｏｃｈｉら、２０１０；Ｋｏｎｇら、２０１３；Ｆｕｋｕｙａｍａら、２０１５を参照されたい。これらの手順は、２％ｃＣＨＰ溶液とａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを含有する溶液とを、およそ１：１の分子比率で、４０℃または５０℃のいずれかで１時間混合すること、次いでリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）溶液と混合すること、次いで０．２２μｍの膜フィルターを通過させることを含んでいた。
【０１４９】
ｃＣＨＰは、ＰＢＳよりも容易に尿素に溶解され、さらに（ＰＢＳ中での溶解とは異なり）超音波装置を必要としないため、より大きいスケールでの製剤により適した代替の手順も採用された。これは、６Ｍ尿素溶液と（ＰＢＳとではなく）、およそ４℃〜８℃で混合すること、続いてＰＢＳに対して透析すること、次いで０．２２μｍの膜フィルターを通過させることを含んでいた。得られた製剤は、ｃＣＨＰ（ナノゲル）分子の架橋された構造中に閉じ込められた単一のａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトで構成されていた。これは、ＦＩＴＣコンジュゲートａＨＤ−ＰＲＤおよびＴＲＩＴＣコンジュゲートｃＣＨＰナノゲルを使用した蛍光応答エネルギー移動（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｅｎｅｒｇｙ  ｔｒａｎｓｆｅｒ：ＦＲＥＴ）によって確認された。さらに、動的光散乱法（ＤＬＳ）から、直径約４０ｎｍの均質な粒度であることが確認された。
【０１５０】
３７週齢のＢＡＬＢ／ｃ雌マウスを１０匹ずつの３つのグループに分割し、１０μｇのｃＣＨＰ−ａＨＤ−ＰＲＤ複合体で、マウスの３グループのそれぞれに対して、３つの複合体、すなわちｃＣＨＰ−ＰｓｐＡ０１．１、ｃＣＨＰ−ＰｓｐＡ０２、またはｃＣＨＰ−ＰｓｐＡ０３それぞれの１つで各グループを免疫した。各グループ中の５匹のマウスに、４０℃でＰＢＳを用いて製剤化した複合体を与え、一方で各グループ中の５匹のマウスに、５０℃でＰＢＳを用いて製剤化した複合体を与えた。それぞれのケースにおいて、０．００６ｍＬ（６μＬ）の溶液中に抗原複合体を含有させ、これを一つの鼻孔に滴下した。
【０１５１】
ウサギまたはイヌなどのより大きい動物でも、同様な滴下投与方法を使用することができる。ヒトのケースにおいて、適切な量のｃＣＨＰ−ａＨＤ−ＰＲＤ複合体（または複合体の混合物）を含有する溶液は、あらゆる好適な方法によって送達することができ、例えばＢｅｃｔｏｎ  ＤｉｃｋｉｎｓｏｎのＡｃｃｕＳｐｒａｙ（登録商標）などのシリンジスプレーデバイスを使用して、数回に分けた用量で各鼻孔に滴下または噴霧される。このデバイスは、ＦｌｕＭｉｓｔ（登録商標）インフルエンザワクチンを霊長類の鼻道に効果的に送達するのに使用されている。
【０１５２】
一連の最初の（プライミング）免疫は３つの用量からなっており、それぞれ１週間の間隔をあけた。それに続く実験から、１週間あけて投与された２つの用量では、または単回用量でさえも、強い抗原特異的なＩｇＧ応答を生じたことが示された。７．５週目に、全てのマウスを単一の鼻用量（同じ抗原複合体、用量、体積、および製剤温度）でブーストした。
【０１５３】
実施例４に記載の同じＥＬＩＳＡアッセイを使用して、個々のマウスの血清中の免疫化抗原特異的なＩｇＧ抗体のタイターを測定した。これらのＥＬＩＳＡアッセイもまた、ブースター投与後８週間より長く持続する長期の強い記憶応答であることを示した（図７）。
【実施例６】
【０１５４】
複数のコンストラクトを用いた免疫原性および攻撃研究
３つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトでのマウスの免疫は、個々の成分であるコンストラクトそれぞれに対して強い血清ＩｇＧ応答を惹起し、免疫化コンストラクトのものと異なるａＨＤを有するＳ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ株に対しても防御的な交差反応性免疫性を惹起した。これは、ＩＭおよびＩＮ（ナノゲル）の両方での投与後に達成された。
【０１５５】
ＩＭによる免疫手順は以下の通りであった：１０μｇの３つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトのそれぞれ（ＰｓｐＡ０１．１、ＰｓｐＡ０２、およびＰｓｐＡ０３）を含む混合物をアラム、Ａｌ（ＯＨ）３を用いて製剤化した。０日目に、この製剤を、もう一方の後脚上部の筋肉に連続注射することによって６７週齢の雌ＢＡＬＢ／ｃマウスを免疫した。７週目に、マウスのもう一方の後脚上部の筋肉に、同じ混合物（すなわち、３つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトそれぞれの１０μｇ）で、ただしアラムを用いずに、連続注射によってブーストを与えた。
【０１５６】
ＩＮによる免疫手順は以下の通りであった：個々のｃＣＨＰ−ａＨＤ−ＰＲＤ複合体を、ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトの３つの実施例、ＰｓｐＡ０１．１、ＰｓｐＡ０２、およびＰｓｐＡ０３のそれぞれにつき作製した。個々の複合体を製剤化するための方法は、実施例５の始めに記載されている。全ての複合体を４０℃で製剤化した。０日目に、６７週齢の雌ＢＡＬＢ／ｃマウスを１０μｇのｃＣＨＰ−ＰｓｐＡ０１．１複合体で免疫化した。これは、０．００６ｍＬ（６μＬ）のｃＣＨＰ−ＰｓｐＡ０１．１複合体を含有する溶液（１０μｇのＰｓｐＡ０１．１を含む）を各マウスの片方の鼻孔に滴下することによって達成された。１日目に、同一手技を６μＬのｃＣＨＰ−ＰｓｐＡ０２複合体を含有する溶液（１０μｇのＰｓｐＡ０２を含む）で実行した。２日目に、同一手技をｃＣＨＰ−ＰｓｐＡ０３複合体（１０μｇのＰｓｐＡ０３を含む）で実行した。このプロセスを５日後に（０日目から１週目）繰り返し、再度０日目から２週目に繰り返した。したがって、１６日目までに、全６０匹のマウスを、１０μｇのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトの３つの実施例、ＰｓｐＡ０１．１、ＰｓｐＡ０２、およびＰｓｐＡ０３のそれぞれで３回経鼻的に免疫した。７週目に、各マウスの片方の鼻孔に６μＬのｃＣＨＰ−ＰｓｐＡ０１．１（１０μｇのそれぞれのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクト）を含有する溶液を滴下することによって、マウスを１０μｇのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトそれぞれでブーストした。翌日、このプロセスをｃＣＨＰ−ＰｓｐＡ０２で繰り返し、さらにその翌日、ｃＣＨＰ−ＰｓｐＡ０３で繰り返した。言い換えれば、各マウスの鼻に、３つのナノゲルに製剤化された抗原それぞれのブースター用量を３日の期間にわたり投与した。
【０１５７】
それに続く実験から、２回の経鼻投与、またはわずか１回の経鼻投与でも、プライムミングの用量として十分であることが示された。さらに、異なる抗原で連続した日にマウスを免疫するのではなく、３つ全てのｃＣＨＰ−ａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトの混合物を製剤化することができる。数日にわたる複数回投与が必要な場合、３つ全ての抗原複合体の混合物が投与される。ワクチンがヒトに投与される場合、該ワクチンは、ｃＣＨＰと複合体化した個々の抗原の混合物として投与することもできるが、液体の滴下ではなくスプレーによって投与してもよい。図８の簡単な説明に記載の手順は、このｃＣＨＰ−ＰｓｐＡ複合体の混合物を投与する方法を概説する。
【０１５８】
ブースター投与から２週間後、３つの抗原それぞれに対する血清ＩｇＧのタイターを、ＥＬＩＳＡによって決定した。ＩＭおよびＩＮ免疫化マウスの血清抗原特異的なＩｇＧタイターは類似していた。図６および図７を比較されたい。また図８も参照されたい。また、マウスがその抗原のみ（図６および図７（ブースター投与））で、または３つの抗原で同時に（図８）免疫したかどうかにかかわらず、それぞれ個々の抗原に対するタイターも類似していた。結果から、（ａ）各抗原に対する免疫応答を減らす抗原の競合がほとんどなかったこと、または（ｂ）たとえ抗原の競合が起こったとしても、交差反応性によって平衡化され、例えば、１つのａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトに対して生じた抗体は他のコンストラクトにも結合したことが示唆された。
【０１５９】
攻撃株としてＳ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅの５つの株、すなわち様々なａＨＤクレード１〜５それぞれを代表するＢＧ８８３８、Ａ６６．１、ＢＧ１２７３０、３ＪＹＰ２６７０、およびＡＴＣＣ６３０３；加えてＰＰＳＶ２３およびＰＣＶ１３によって十分カバーされた、およびそれらによって十分カバーされていない多糖類莢膜血清型を選択した。例えば、Ａ６６．１、３ＪＹＰ２６７０、およびＡＴＣＣ６３０３は、多糖類莢膜抗原３を提示するが、これは、ＰＰＳＶ２３およびＰＣＶ１３に包含されているにもかかわらずどちらのワクチンにも十分カバーされていない。Ａｎｄｒｅｗｓら、２０１４。ＢＧ１２７３０は、莢膜血清型６Ａを提示し、これは、ＰＰＣＶ２３によりカバーされていない。したがって、これらの株によって、今日の公衆衛生に関連する肺炎球菌株に対する、３つの実施形態であるａＨＤ−ＰＲＤワクチンコンストラクトの防御能力を評価することが出来る。
【０１６０】
これらの株それぞれの適切な攻撃用量を決定するべく、５日以内に８０％の死亡率に至ることが予想されるコロニー形成単位（ＣＦＵ、すなわち生存可能なＳ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ細菌の数）の数値を同定するために、用量漸増試験において、免疫されていないマウスを攻撃した。これは、各マウスの片方の鼻孔に０．０５ｍＬの１０５、１０６、１０７または１０８ＣＦＵを含有する溶液を滴下することによって行った。各株および各ＣＦＵレベルにつき、５匹のマウスの鼻腔内に投与した。この研究に基づき、最初に以下の５つの攻撃株に関して、以下の８０％致死量を決定した：ＢＧ８８３８：１×１０８ＣＦＵ；Ａ６６．１：１×１０５ＣＦＵ；ＢＧ１２７３０：１×１０８；３ＪＹＰ２６７０：１×１０６；およびＡＴＣＣ６３０３：１×１０７ＣＦＵ。
【０１６１】
攻撃研究は以下の通りに進められた：最初のブースト投与から５週間後および最初の免疫から１２週間後、５０匹のＩＭ免疫化マウス、５０匹のＩＮ免疫化マウス、および５０匹のナイーブ（未免疫）対照の鼻腔内に上記で示されたＣＦＵ強度の５つの株で攻撃した。各株のケースにおいて、０．０５ｍＬの適切なＣＦＵ数を含有する溶液を、１０匹のＩＭ免疫化マウス、１０匹のＩＮ免疫化マウス、および１０匹の免疫されていない対照マウスの一つの鼻孔に滴下した。元のプロトコールはマウスを７日間追跡調査することを要するものであったが、これは、Ａ６６．１および３ＪＹＰ２６７０で攻撃したマウスを追跡調査する手順であった。全てのグループについて最初の生存率が極めて高いかまたは極めて低いかのいずれかであったため、適切な攻撃用量を決定するための研究（用量範囲研究）を他の３つの株に対して再度行った。新しい用量範囲研究の後、マウスを１０日間追跡調査するようにプロトコールを変更した。したがって、ＢＧ８８３８、ＢＧ１２７３０およびＡＴＣＣ６３０３に関する生存データは、攻撃後の１０日間にわたりマウスを追跡調査するものである。
【０１６２】
図９の生存データは、ＩＭおよびナノゲルＩＮ製剤の両方が、防御されなければ致死の攻撃からマウスを防御したことを示す。株Ａ６６．１、３ＪＹＰ２６７０、およびＡＴＣＣ６３０３は、ＰＰＳＶ２３およびＰＣＶ１３ワクチンでのカバーが不十分な莢膜多糖血清型３を有する。Ａ６６．１、３ＪＹＰ２６７０、およびＡＴＣＣ６３０３での攻撃に対する生存曲線によると、実施例のワクチン組成物は、それがなければＰＰＳＶ２３およびＰＣＶ１３ワクチンでのカバーが不十分な株に対する防御をもたらすのに有利であることを示している。攻撃株ＢＧ８８３８（クレード１のＰｓｐＡを有する）およびＡＴＣＣ６３０３（クレード５のＰｓｐＡを有する）の結果は、ワクチン組成物が、両方のクレードに対する交差反応性を惹起したことを示す。これらの株の両方はグループ３のＰＲＤを有するため、交差防御は、ＰｓｐＡ０３コンストラクトに包含されるＰＲＤグループ３に対して生じた免疫性によって提供されたものである可能性がある。肺炎球菌株ＢＧ１２７３０は、莢膜多糖血清型６Ａを有し、これは、ＰＣＶ１３ワクチンでカバーされているが、ＰＰＳＶ２３ワクチンによってカバーされていない。株ＢＧ１２７３０での攻撃に対する生存曲線は、ａＨＤ−ＰＤＲコンストラクトが、ＰＰＳＶ２３によりカバーされなかった株に対する防御をもたらしたことを示す（図９を参照）。
【実施例７】
【０１６３】
短いＰＲＤを有するａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトの免疫原性。
さらなる実験から、グループ２のＰＲＤ配列をＰＲＤグループ１または３からの短いＰＲＤ配列で置換すること、またはＰＲＤ配列を全く含まないことも、より一層優れた免疫応答をもたらす可能性があることが示唆された。グループ３の１５種のＰＲＤの最初の１４個のアミノ酸残基であるＰＥＫＰＡＰＡＰＥＴＰＡＰＥ（配列番号１５７）間の相同性を考慮して（実施例１および表３での考察を参照）、肺炎球菌株Ｄ３９のａＨＤからなるａＨＤ−ＰＲＤコンストラクトを、該ＰＲＤフラグメントを用いて構築した。このコンストラクトをＰｓｐＡ０１．３（配列番号１５８を参照）と指定した。このコンストラクトは、肺炎球菌の天然に存在するＤ３９株のＰｓｐＡタンパク質のフラグメントを包含し、これは、動物モデルで防御免疫を誘導する可能性がある。Ｆｕｋｕｙａｍａら、２０１５を参照されたい。
【０１６４】
ＰｓｐＡ０１．１、ＰｓｐＡ０１．２、およびＰｓｐＡ０１．３によって生成した抗原特異的な血清ＩｇＧを比較する交差反応性分析から、ＰｓｐＡ０１．３は、他の２つの抗原のいずれよりも高い抗原性を有する可能性があることが示された。１５匹のマウスを免疫し、このうち、５匹はＰｓｐＡ０１．１、５匹はＰｓｐＡ０１．２、５匹はＰｓｐＡ０１．３で免疫を行い、それらの抗原特異的な血清ＩｇＧ抗体のタイター分析したところ、各グループともＰｓｐＡ０１．３に最もよく反応し、ＰｓｐＡ０１．１およびＰｓｐＡ０１．２で免疫されたマウスであっても同様であった。例えば、ＰｓｐＡ０１．１で免疫化されたマウスの血清のなかでも、ＰｓｐＡ０１．３に対する平均の逆数のｌｏｇ２タイターは１５．６であったが、ＰｓｐＡ０１．１およびＰｓｐＡ０１．２に対してはわずか１５．０であった。ＰｓｐＡ０１．２で免疫化されたマウスの血清のなかでも、ＰｓｐＡ０１．３に対する平均の逆数のｌｏｇ２タイターは１５．８であったが、ＰｓｐＡ０１．１およびＰｓｐＡ０１．２それぞれに対してはわずか１４．４および１４．８であった。
【０１６５】
加えて、ＰｓｐＡ０１．３で免疫されたマウスの血清は、他の２種の抗原に対して特異的に免疫されたマウスの血清より、ＰｓｐＡ０１．１およびＰｓｐＡ０１．２に対してよりよく反応した。例えば、ＰｓｐＡ０１．１に対する平均の逆数のｌｏｇ２のＩｇＧタイターは、ＰｓｐＡ０１．３で免疫されたマウスの血清において１６．６であったが、ＰｓｐＡ０１．１およびＰｓｐＡ０１．２それぞれで免疫されたマウスの血清では、わずか１５．０および１４．４であった。ＰｓｐＡ０１．２に対する平均の逆数のｌｏｇ２タイターは、ＰｓｐＡ０１．３で免疫されたマウスの血清において１７．４であったが、ＰｓｐＡ０１．１およびＰｓｐＡ０１．２それぞれで免疫されたマウスの血清ではわずか１５．０および１４．８であった。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【配列表】
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【国際調査報告】
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