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JP2703528B2 - 免疫原性複合体を含有するワクチン - Google Patents

免疫原性複合体を含有するワクチン

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JP2703528B2
JP2703528B2 JP7309056A JP30905695A JP2703528B2 JP 2703528 B2 JP2703528 B2 JP 2703528B2 JP 7309056 A JP7309056 A JP 7309056A JP 30905695 A JP30905695 A JP 30905695A JP 2703528 B2 JP2703528 B2 JP 2703528B2
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JP
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protein
immunogenic
cholesterol
iscom
peptide
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JP7309056A
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デブリエス,ペトラ
ウェツェル,アントニウス ルドビクス バン
エドウァルド コーエン ベウベリィ
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オランダ国
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】本発明は免疫原性複合体、中でもB. Morei
n 等によりNature308(1984年)、457〜46
0頁において「イスコム」(“iscom")と称されている
免疫原性複合体(EP−A 0 109 942も参照
できる)に関する。B. Morein 等によると、イスコムは
微生物、動物細胞、タンパク質またはペプチドを緩衝さ
れた溶液中で可溶化剤と混合し、この溶液を、場合によ
り可溶化剤を除去した後に、少なくとも臨界ミセル濃度
の、疎水性部分と親水性部分とを有するグリコシドの一
種または二種以上を含有するグリコシド溶液と接触させ
ることにより得られる。この方法でいわゆる「イスコ
ム」タンパク質複合体が生成され、生成物は次いで精製
する。この精製は勾配遠心分離、透析、クロマトグラフ
ィまたはその他の方法により実施できる。キラヤ サポ
ナリア モリナ(Quillaja saponaria Molina)の樹皮か
ら抽出されるキルA(Quil A) はグリコシドとして好ま
しく使用されている。 【0002】イスコムは電子顕微鏡により特別の構造を
有することが見い出されている。イスコムは約35nm
の平均直径を有する粒子である。各粒子は直径約12n
mの環状サブユニットを有する、粗く、透明なカゴ状構
造を有する。パラ−インフルエンザ−3、麻疹および狂
犬病ウイルスの膜タンパク質の場合に、イスコムの免疫
原性活性は膜タンパク質の凝集により形成されるミセル
よりも少なくとも10倍高いことが示された。 【0003】EP−A 0 109 942では、イス
コムがそれらの構造およびグリコシドの存在ばかりでな
く、またイスコムが脂質を含有していない点で、リポソ
ームと異なることが強調されている。しかしながら、こ
こに精製された抗原性タンパク質およびキルAを用いる
と、イスコムを得ることができないことが見い出され
た。さらに、研究により、既知のイスコムが脂質、コレ
ステロールを含有することが見い出され、この物質は微
生物、中でもグラム陰性細菌または外皮を有するウイル
スから可溶化剤により抗原性タンパク質とともに明らか
に遊離されることが見い出された。 【0004】Morein等により開示されたイスコム構造は
コレステロールのようなステロールとともにホスファチ
ジルエタノールアミノのようなリン脂質が存在する場合
にだけ得ることができることが見い出された。リン脂質
が存在しないと、得られた生成物はイスコムの特徴であ
る約35nmの平均直径を有するカゴ状構造を有せず、
生成物は約12nmの直径を有するイスコム サブユニ
ットの多少二元的な凝集体である。これらの構造体はま
た抗原性タンパク質またはペプチドと免疫原性複合体を
形成し、この複合体は抗原性タンパク質の凝集により生
成されたミセルと比較して、格別に改善された免疫原性
活性を有することが見い出された。 【0005】本発明は、免疫原性複合体の製造方法、す
なわち、両親媒性抗原性タンパク質またはペプチドを溶
解された形または可溶化された形で、洗剤、ステロール
および少なくとも臨界ミセル形成濃度の、疎水性部分と
親水性部分とを有するグリコシドを含有する溶液と接触
させ、洗剤を除去し、そして生成された免疫原性複合体
を精製することにより得られた免疫原性複合体を含有す
ることを特徴とするワクチンに関する。イスコム構造を
有する免疫原性複合体を製造しようとする場合には、抗
原性タンパク質またはペプチドと接触させる溶液がまた
リン脂質を含有する。 【0006】グリコシド、ステロールおよびリン脂質の
使用はイスコムの生成に必須であることが証明され、他
方、純粋な抗原性タンパク質またはペプチドはこの点で
は何の役割も演じない。すなわち、抗原を使用しなくて
も、グリコシド、ステロールおよびリン脂質からイスコ
ムが生成されることが証明された。キルA、コレステロ
ールおよびホスファチジルエタノールアミンから得られ
たイスコムの電子顕微鏡写真を図1として示す(倍率:
116,000×)。リン脂質を使用しない場合には、
二元的構造体が形成される。このような構造体の例を図
2として示す。この図はキルAおよびコレステロールか
ら得られた構造体の電子顕微鏡写真である(倍率:14
6,000×)。ステロールを混合物から省略すると、
リポソーム構造体が得られ、この製造は本発明に属さな
い。図3aはキルAおよびホスファチジルコリンを用い
て得られたこのような構造体の電子顕微鏡写真(倍率:
146,000×)であり、そして図3bはキルAおよ
びホスファチジルエタノールアミンから得られた構造体
の電子顕微鏡写真である。 【0007】本発明に係る方法による方法で使用される
べきグリコシドEP−A 0 109 942にあげら
れているグリコシドと同一である。一般に、これらのグ
リコシドは両親媒性を示すグリコシドであり、分子内に
疎水性部分と親水性部分とを有する。好適には、サポニ
ン、特にQuillaja saponaria Molina からのサポニンエ
キス、第一にはK. Dalsgaard[Saponin Adjuvants , Bul
l.Off, Int. Epiz.77(7〜8)。1289〜129
5頁(1972年)] に従って製造されるDQ−エキス
およびまたはK. Dalegaard[Saponin Adjuvanta III, Ar
chiv fur diegesame Virus-forschung 44.243〜
〜254頁(1974年)] に従って製造されるキルA
を使用する。その他の好適なサポニンはエスクルス ヒ
ポカスタヌム(Aesculus hippocastanum) からのエサイ
ン[T. PattおよびW. Winklerによる Das tnerapeutisch
wirksame Prinzip der Rosskatanie (Aesculus hippoc
astanum). Arzneimittelfarschung 10(4)。273
〜275頁(1960年)] およびジプソフイリアスト
ラチウム(Gypsophilia struthium)からのサポアルビン
[R. Vochen, P. Joos およびR. RuyssenによるPhysicoc
hemical properties of sapoalbin and their relation
to the foam stability, J. Pharm. Belg. 42,2
13〜226頁(1968年)] である。キルAの使用
が特に好ましい。 【0008】本発明に係る方法において、グリコシドは
少なくとも臨界ミセル形成濃度で使用する。キルAの場
合のこの濃度は0.03重量%である。本発明に係る方
法で使用するステロールは動物または植物起源の既知の
ステロール、たとえばコレステロール、ラノステロー
ル、ルミステロール、スチグマステロールおよびシトス
テロールである。好ましくは、本発明に係る方法におい
て、ステロールとしてコレステロールを使用する。本発
明に従い、イスコムの製造に必要であるリン脂質はホス
ファチジン酸およびそのエステル、たとえばホスファチ
ジルコリンおよびホスファチジルエタノールアミンであ
る。ホスファチジルエタノールアミンの使用により最良
の結果が得られる。 【0009】抗原性タンパク質またはペプチドが水不溶
性である場合には、これは可溶化させねばならない。こ
れは洗剤を用いる、尿素によるまたはグアニジンによる
既知の方法で実施できる。 【0010】抗原性タンパク質またはペプチドの可溶化
のために、ステロール、グリコシドおよび場合によりリ
ン脂質を含有する溶液中で使用される洗剤はEP−A
0109 942にあげられているものと同一である。
一般に、この目的には非イオン性、イオン性または双イ
オン性洗剤、あるいはコリン酸基材洗剤、たとえばナト
リウム デソキシコレートが使用できる。好ましくは、
使用洗剤はオクチルグリコシドであるが、アルキルフェ
ニルポリオキシエチレン エーテル、特に、たとえば商
品名トリトン(Triton) ×−100TMで市販されてい
る、9〜10個のオキシエチレン基を有するポリエチレ
ングリコール p−イソオクチルフェニルエーテル(オ
クトキシノール)もまた適している。 【0011】本発明に係る方法は両親媒性を示さねばな
らない抗原性タンパク質またはペプチドからの免疫原性
複合体、中でもイスコムの製造に使用できる。これらの
タンパク質またはペプチドはウイルス、細菌、マイコプ
ラズマ寄生物または動物細胞から単離される膜タンパク
質または膜ペプチドであることができる。多少のウイル
ス膜タンパク質の疎水性部分(膜領域)に存在するセリ
ンおよびスレオニン基がエステル化されうることは知ら
れている。望ましい疎水性を持たない非膜タンパク質ま
たは非膜ペプチドは、これらを疎水性アミノ酸からなる
ペプチドと、脂肪酸基と、アルキル基とおよび同様の基
と、カプリングさせた後に免疫原性複合体中に組入れる
ことができる。これらのタンパク質またはペプチドはま
た合成的にあるいは組換えDNA−技法により調製であ
る。一般に、天然由来の抗原性タンパク質またはペプチ
ドの精製には超遠心分離または透析は充分なものではな
い。好ましくは、抗原はクロマトグラフィ、たとえばD
EAE−セファデックス(Sephadex) のカラムでのクロ
マトグラフィにより、あるいは免疫親和性クロマトグラ
フィにより精製する。 【0012】本発明に係る方法において、溶解または可
溶化された抗原は一般に、少なくとも臨界ミセル形成濃
度のグリコシド、ステロールおよび場合によりリン脂質
を含有する溶液と接触させる。この後で、洗剤を除去
し、そして生成された免疫原性複合体を精製する。洗剤
の除去には透析、勾配遠心分離またはクロマトグラフィ
のような既知の方法が使用できる。洗剤の除去に、勾配
遠心分離またはクロマトグラフィ的方法、たとえばゲル
濾過を用いると、免疫原性複合体から過剰のグリコシド
およびステロールのようなその他の物質も広く除去され
る。一般に、免疫原性複合体は、透析による洗剤の除去
により生成されているけれども、この免疫原性複合体の
精製には透析は充分ではない。 【0013】所望により、得られた免疫原性複合体の溶
液は凍結乾燥できる。凍結乾燥製剤は次いで水を添加し
て使用する前に再構成させることができる。本発明は本
発明に係る方法により生成された免疫原性複合体を含有
する医薬組成物、特にワクチンに関する。これらの組成
物は免疫原性複合体を非経口投与用に適する形にするこ
とにより得られる。一般に、これらの医薬組成物は、所
望により緩衝剤および(または)塩化ナトリウムのよう
な浸透圧の適合用の塩を含有する水性の生理学的に許容
されうる媒質中に免疫原性複合体を含有する。本発明に
よる医薬組成物は抗源性タンパク質またはペプチドが凝
集体の形で存在する組成物よりも実質的に強力な免疫原
性作用を示す。 【0014】 【実施例】次例において、本発明による免疫原性複合体
の製造をさらに説明する。 【0015】例1 (麻疹融合タンパク質を含有するイスコム麻疹ウイルスの培養および融合タンパク質の精製 麻疹ウイルス(Edmonston 系のプラーク変異株)を常法
[Develop.Biol.Standard.42,65〜69頁(197
8年)]で培養する。ウイルス懸濁液を濾過し、Amicon
中空繊維状カートリッジ(H10×100)により濃縮
する。ウイルス糖タンパク質(ヘマグルチニンおよび融
合タンパク質)を10mMトリス−HCl(pH7.
8)、150mM NaCl、600mM KCl、
0.1mMMgCl2 、2%(容量/容量)トリトンX
−100TMおよび1mMフェニルメチルスルホニルフル
オライドに溶解する[J.Gen.Virol.65,355〜36
6(1984年)]。可溶化および超遠心分離(10
0,000xgで60分)の後に、融合タンパク質が免
疫親和性クトロマトグラフィにより上澄液から分離され
る。この終りまでに、この融合タンパク質に対するモノ
クロナル抗体をセファルセ(Sepharcse)4B(Pharmaci
a 製)に共有的に結合させる。融合タンパク質を20m
Mトリス−HCl(pH7.8)、1mM EDTAお
よび2.0%(重量/容量)オクチルグリコシド中の5
M NH4 SCNで溶出する。NH4 SCNは10mM
トリス−HCl(pH7.8)および150mM Na
Clに対して透析することにより溶出液から除去する。
溶出液をSDS−PAGEで分析し、溶出液中のタンパ
ク質含有量を推測する。[Anal. Biochem.83,346
〜356頁(1977年)]。 【0016】融合タンパク質のイスコムへの組入れ 180μlトリス−HCl(pH7.8)、150mM
NaClおよび2%オクチルグルコシド中の融合タン
パク質(60μg)を2%オクチルグルコシド700μ
l中のホスファチジルエタノールアミン350μgおよ
びコレステロール350μgと混合する。室温で1時間
インキュベーションした後に、キルA1.7mgを10
%(重量/容量)ストック溶液として加える。オクチル
グルコシドを10mMトリス−HCl(pH7.8)お
よび150mM HClに対して4℃で16時間透析す
ることにより除去する。融合タンパク質を含有するイス
コムを連続ショ糖勾配(10〜60重量/容量%)中で
超遠心分離により精製する(286,000xgで4時
間、または64,000xgで18時間)。勾配採取物
を22のフラクションに集める[フラクション1=底部
フラクション(最高密度);フラクション22=上頂部
フラクション(最低密度)]。これらのフラクションを
SDS−PAGEで分析する。融合タンパク質を含有す
るフラクションを電子顕微鏡で検査する。融合タンパク
質を含有するイスコムの電子顕微鏡写真を図4として示
す(倍率:95,000×)。同一方法をホスファチジ
ルエタノールアミンおよびコレステロールを添加するこ
となく行なった場合に、イスコムは形成されなかった。
この結果は図5に示されている(倍率:95,000
×)。 【0017】例2 (淋菌ポリン(porin)タンパク質を含有するイスコム淋菌株の培養 淋菌株B2(血清型1)およびC3(血清型5)を常法
で培養する。培養物を56℃で30分間加熱することに
より不活性化する。遠心分離後に、細菌を凍結乾燥させ
る。C3系の細胞を含有しない培養液は外膜複合体(O
MC)の製造に使用し、そして凍結乾燥した細菌からポ
リン タンパク質(PI)を製造する。 【0018】外膜複合体(OMC)の製造 細胞を含有しない培養液をAmicon中空繊維状カートリッ
ジ(H10P10)を用いて濃縮する(80×)。濃縮
物を遠心分離して(10,000xgで20分)、いづ
れの残留細菌も除去する。OMCを遠心分離し(10
0,000xgで2時間)、60mMトリス−HCl
(pH7.2)および300mM NaClに懸濁し、
再度遠心分離し(100,000xgで2時間)、次い
で蒸留水に懸濁して、2mg/mlのタンパク質濃度を
得る。 【0019】PIの精製 単離方法はタンパク質IIの単離についてBlake およびGo
tschlichにより使用された方法[J. Exp. Med.159
452〜462頁(1984年)]にもとづいて行な
う。凍結乾燥させた淋菌を0.5M CaCl2 中の3
−(N−テトラデシル−N,N−ジメチル−アンモニウ
ム)−1−プロパン スルホネート(23−14)2.
5gによりpH4.0で抽出する。1時間後に、完全細
胞および細胞断片を遠心分離により除去する(20,0
00xgで20分)。上澄液にエタノールを加えて2%
の濃度にする。30分後に、沈澱物を遠心分離により除
去する(10,000xgで20分)。上澄液を限外濾
過(Amicon中空繊維状カートリッジ:H10×50)
し、50mMトリス−HCl、10mM EDTA、
0.05%(重量/容量)23−14、pH8.0(緩
衡剤A)を加え、次いで容量を30%まで減少させる;
この処理を5回反復して塩化カルシウムおよびエタノー
ルを完全に除去する。次いで、このタンパク質溶液を緩
衡剤Aで平衡化したDEAE−セファロースのカラムに
装入する。タンパク質は緩衡剤A中のNaClの0.0
〜0.6Mの線状勾配で溶出する。フラクションはSD
S−PAGEで分析し、PI含有フラクションを集め
る。部分的に精製されたこのPIを50mMトリス−H
Cl、200mM NaCl、10mM EDTA、
0.05%(重量/容量)23−14、pH7.2で予
め平衡化したセファクリル(Sephacryl)s−300カラ
ムに装入する。PI含有フラクションを集める。得られ
た生成物は精製PIと称することにする。この例で使用
したC3系からのタンパク質をコレステロールおよびリ
ン脂質の存在について分析する。リン脂質の分析には無
機リン酸塩測定法を使用する。得られたタンパク質はコ
レステロールを含有せず、そしてタンパク質1モル当り
1.5モルのリン酸塩を含有した。多分、このリン酸塩
はリポポリサッカライド不純物に由来するものと見做れ
る。 【0020】PI含有免疫原性複合体の調製 両系の精製PIをエタノールで沈澱させ、遠心分離し、
次いで10mMトリス−HCl(pH7.8)、150
mM NaClおよび2%オクチルグルコシド中に溶解
する。これらの溶液をホスファチジルエタノールアミ
ン、コレステロールおよびキルAと混合する(表A参
照)。オクチルグルコシドの除去および免疫原性複合体
の精製は例1に従い行なう。さらに、超遠心分離工程の
代りに、Superose6(Pharmacia 製)によるゲル濾過工
程を用いる。イスコムはカラムのボイドボリユウム(vo
id volume)中に溶出される。精製工程(透析および超遠
心分離またはカラムクロマトグラフィ)は両方共に、カ
ラムに0.2%キルA溶液(カラム容積の約2%)およ
びタンパク質、洗剤、リン脂質、コレステロールおよび
キルAよりなる混合物をカラムに順次装填することによ
りカラムで実施できる。この場合にもまたイスコムはカ
ラムのボイドボリユウム中に溶出される。本例の下記部
分に記載されている結果は例1に記載の方法に従い得ら
れた複合体に関するものである。 【0021】マウスの免疫処置 一群8匹のマウスにPIC3含有複合体を腹腔内注射す
る。投与量はタンパク質2.5μgである。4週間後に
血清試料を採取する。 【0022】ELISA法 集めた血清試料中の抗体レベルを0.15M NaCl
で希釈したOMCを微滴定板に被覆することにより評価
する。後続の工程はInfect. Immun.40,369〜38
0(1983年)に記載のとおりに行なう。 【0023】複合体の分析および免疫原性力 表Aに記載の混合物の勾配フラクションをSDS−PA
GEで分析する。フラクション1〜4の分析結果は表B
に示す。この表はホスファチジルエタノールアミンおよ
びコレステロールの添加あるいはコレステロールだけの
添加が両方のPIの沈降挙動に影響することを示してい
る。ホスファチジルエタノールアミンおよびコレステロ
ールと組合せたPI(混合物1および3)は既知のイス
コムと同一のフラクション中に見い出される。コレステ
ロールは配合するがホスファチジルエタノールアミンは
配合されていない混合物4はまた類似の沈降挙動を有す
る複合体を生成する。これに対して、コレステロールも
ホスファチジルエタノールアミンも配合されていない混
合物2のタンパク質は全体的に異なるフラクション(1
5〜17)に見い出される。 【0024】各勾配フラクションについて、表Bに記載
のフラクションを集め、透析した後に、電子顕微鏡で検
査する。PIB2含有イスコム(混合物1)の電子顕微
鏡写真を図6に示す(倍率:95,000×)。しかし
ながら、混合物をホスファチジルエタノールアミンおよ
びコレステロールの添加なしに調製した場合(混合物
2)には、イスコムは得られない(第7図参照;倍率:
95,000×)。混合物3および4を用いて得られた
複合体の写真はそれぞれ図8および図9として示す(倍
率:76,000×)。 【0025】混合物6から調製されたイスコムは強い沈
降傾向を有した。混合物1,3,5および6から調製さ
れたイスコムのコレステロール、キルAおよびタンパク
質含有量を測定した。結果を表Cに示す。この表はこれ
ら3種の成分がイスコムに明白に検知できることを示し
ている。 【0026】抗体測定は本発明によるイスコム形のおよ
び二元的構造体形のPIC3が免疫原性であることを示
した。イスコム形のおよび二元的構造を有する複合体形
のタンパク質の免疫原性力はリポソームに組入れられた
タンパク質のものよりも高い。 【0027】 【表1】 【0028】 【表2】表 B 超遠心分離後の勾配フラクションの SDS−PAGE分析 ─────────────────────────
── タンパク質 混合物 PI含有を示した の種類 番 号 フラクション ─────────────────────────
── PIB2 1 7−8−9 PIB2 2 15−16−17 PIC3 3 8−9 PIC3 4 6−7−8 ─────────────────────────
── 【0029】 【表3】
【図面の簡単な説明】 【図1】キルA、コレステロールおよびホスファチジル
エタノールアミンから得られたイスコムを示す粒子構造
の電子顕微鏡写真(倍率:116,000×)。 【図2】キルAおよびコレステロールから得られた構造
体を示す粒子構造の電子顕微鏡写真(倍率:146,0
00×)。 【図3a】キルAおよびホスファチジルコリンから得ら
れた構造体を示す粒子構造の電子顕微鏡写真(倍率:1
46,000×)。 【図3b】キルAおよびホスファチジルエタノールアミ
ンから得られた構造体を示す粒子構造の電子顕微鏡写真
(倍率:89,000×)。 【図4】例1の融合タンパク質を含有する生成イスコム
を示す粒子構造の電子顕微鏡写真(倍率:95,000
×)。 【図5】ホスファチジルエタノールアミンおよびコレス
テロールを使用しない場合の生成物を示す粒子構造の電
子顕微鏡写真(倍率:95,000×)。 【図6】例2のPIB2含有イスコムを示す粒子構造の
電子顕微鏡写真(倍率:95,000×)。 【図7】例2のホスファチジルエタノールアミンおよび
コレステロールを使用しない場合の生成物を示す粒子構
造の電子顕微鏡写真(倍率:95,000×)。 【図8】例2の混合物3を用いて得られた複合体を示す
粒子構造の電子顕微鏡写真(倍率:76,000×)。 【図9】例2の混合物4を用いて得られた複合体を示す
粒子構造の電子顕微鏡写真(倍率:76,000×)。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.両親媒性抗原性タンパク質またはペプチドを溶解し
    た形または可溶化した形で、洗剤、ステロール、リン脂
    質および少なくとも臨界ミセル形成濃度において、疎水
    性部分と親水性部分とを含むグリコシドを含有する溶液
    と接触させ、洗剤を除去することにより得ることがで
    き、上記タンパク質またはペプチド、上記グリコシド、
    ステロールおよびリン脂質からなり、電子顕微鏡下で環
    状サブユニットを有する、粗く、透明なカゴ状構造を有
    する粒子からなるイスコムの形態の精製された免疫原性
    複合体を生理学的に許容される水性メジウム中に含有す
    るワクチン。 2.非経口投与に適した形態の請求項1に記載のワクチ
    ン。 3.緩衝液および(または)塩類を含有する請求項1に
    記載のワクチン。 4.ステロールがコレステロール、ラノステロール、ル
    ミステロール、スチグマステロールおよびシトステロー
    ルから選択される請求項1に記載のワクチン。 5.グリコシドが少なくとも0.03重量%の濃度で用
    いられる請求項1に記載のワクチン。
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