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JPH05505616A - 天然のコンホメーションを保持している精製gp120組成物 - Google Patents

天然のコンホメーションを保持している精製gp120組成物

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JPH05505616A
JPH05505616A JP91507168A JP50716891A JPH05505616A JP H05505616 A JPH05505616 A JP H05505616A JP 91507168 A JP91507168 A JP 91507168A JP 50716891 A JP50716891 A JP 50716891A JP H05505616 A JPH05505616 A JP H05505616A
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カイロン コーポレイション
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 天然のコンホメーションを保持している精製ap120組成物技術分野 本発明は、一般に、タンパク質の精製の分野に関し、より詳しくはワクチンの生 産において有用な旧V−1由来抗原の精製に関する。
前景 )11V−1に対するワクチンをつくる試みは、HIV−1に対して血清陽性で あるヒトの免疫応答に類似するかまたは同等の免疫応答を動物において達成する という基準により判断すると、制限された成功に直面する。従来達成されていな い主要な目標は、感染した個体からのヒト血清中に認められるレベルと複雑性の 両方に達する力価において、試験管内でウィルス中和性である抗体(すなわち、 複数の単離物を中和する能力)の生産であった。ヒトの中和性抗体はすべて、エ ンベロープタンパク質、gp160 、またはその構成部分(gp120または gp41)にマツピングされ、よって大部分のワクチンの努力はエンベロープタ ンパク質関連抗原の開発に集中している。
このような抗原の5つの型が開発された:(1)Hrv惑染した組織培養細胞か ら誘導された精製gp120 (本明細書中では「ウィルス由来gp120 J と呼称する); (2)&ll換えウィルス、例えば、ワクシニアまたはバキエ ロウイルスに感染した細胞中で作られるgP120(「生ウイルスベクター由来 gp120およびgp160 Jと呼称する);(3)哺乳動物細胞の中で作ら れた組換えgp120 (r組換え哺乳動物gp120 J 、時には不正確に 組換え生来gp120と呼称する); (4)gpt2oおよびgp41の全部 または種々の部分を表す、組換え変性ポリペプチド(「岨換え変性抗原」);お よび(5) gp120およびgp41の小セグメントを表すペプチド(「ペプ チド」)。
免疫原性実験はこれらの型の抗原のすべてに関して完結され、かなり均一な結果 が得られている。一般に、抗原は様々な種においてアジュバント添加すると高度 に抗原性である。それらはHIV−1の相同性単離物を中和することができる抗 体を産生じたが、非相同性単離物を貧弱に中和するかあるいは全く中和しない、 中和のレベルは、また、感染したヒトにおいて見いだされる中和力価レベルに( 一般に)到達しなかった。
例えば、ウィルスから精製されたまたは遺伝子操作された哺乳動物細胞により産 生された完全にグリコジル化された天然のgp120、酵母中で産生された非グ リコジル化gp120 、およびE、コリ中で産生されたgp120の断片は、 すべて、実験動物においてIIIV−1中和性抗体を惹起せしめることができる 。大部分について、ウィルス粒子または組換えgp120抗原で免疫処1した動 物の応答は、gp120抗原が由来するウィルス単wi物のみを中和する際に有 効である。1つの例外はBermanら(下の参考文献1)の研究であり、遺伝 子操作したチャイニーズハムスター卵巣細胞により分泌された精製された組換え 旧Ll gp120がチンパンジーにおいて群特異的中和性抗体を惹起したこと を示す研究である。
)11V−1ワクチンを調製する時にとくに困難であった他の要因は配列多様性 である。HIV−1およびHIV−2は、エンベロープのgp120部分におい て最も顕著である非常に高レベルの配列多様性を有することによって特徴づけら れる。この配列多様性は、超可変領域として知られる領域に密集する0種々のH IV単離物から誘導された抗原物質を含むワクチンカクテルを使用して、広範囲 の感染源に対する保護を提供することを、多数のグループが提案している。
従って、HIV−1ウィルス粒子上に提示されるとき、gp120の免疫学的お よび他のタンパク譬/タンパク質結合特性を有する抗原物質が必要とされている 。特に、好ましくは、種々の野外単離物に対して中和抗体を誘発する単一の根本 材料を使用して、中和抗体を誘発することができる抗原物質が非常に望ましい。
関連文献 次の刊行物はすべて、上述の5つの型のワクチン候補に関する:(1) Ber manら、”Human fsunodeficiency Virus Ty pe I ChatIenge or Chimpanzees fsuniz ed with Recombinat Envelope Glycopro tein gp120. ” Proc、Natl、Acad、Sci、USA (1988)85:5200−5204;(2) Bervanら、”Expr ession and Immunogenicity of the Ext racellular Domain of the Hu+wan fmun odeficiency Virus Type IEnvelope Gly coprotein、gp160.”Jounal of Virolo (1 989)63:3489−3498; (3) Naraら、Purified Envelope Glycopro tetns from [fumanImmunodeficiency Vi rus Type I Variance Induced Individu al。
Type−5pecific Neutralizing Antibodie s+” Jounal of Virolo (1988)録: 2622−2 628 ;(4) Arthurら、”Serological Re5pon ses in Chimpanzees In。
culated with Human I+wmunodeficiency  Virus Glycoprotein(gp120)Subunit Va ccine、” Proc、Natl、Acad、Sci、[l5A(1987 )84:8583−8587;(5) Evans ら、’An Engine ered Po1io Virus Chi+5aera Elicits B roadly Reactive HIV−I Neutralizing A ntibodies、″ Nature(1989)影巴: 385−388゜ (6) Barrett ら、Large−5cale Production  and Purificati。
n of a Vaccinia Recombinant−Derived  )lrV−1gp160 and Analysisof its fa+un ogenicity、’ AIDS Re5earch and Human  Retrovirus並(1989)互: 159−171;(7)Earlら 、“l5olate−and Group−5pecific Ims+une  Re5ponseto the Envelope Protein of  fluman Immunodeficiency Virus Induce d by a Live Recombinant Vaccinia Vir us in Macaques、” AIDSResearch and Hu nan Retroviruses(1989)5 : 23−32;(8)  Putneyら、”HTLV−III/LAV−Neutralizing A ntibodies t。
an E、coli−prduced Fragment of the Vi rus Envelope+ ” 5cience(1986)階34 : 1 392−1395;(9) Steimer ら、”Genetically  Engineered Human fmunodeficiency Env elope Glycoprotein gp120 Produced in  Yeast is theTarget of Neutralizing  Antibodies、”Vaccines 87(1987)236−241 ; (10) Steimer ら、−Recombinant env and  LL!L Po1ypeptidesin Characterizing H IV−1−Neutralizing Antibodies’” Vacci nes 8旦(1988) 347−355 ; (11)Hoら、”Human l5nunodeficiency Viru s NeutralizingAntibodies Recognize 5 everal Con5erved Domains on the Enve l。
pe Glycoproteins、 ” Jounal of Virolo  (1987)61:2024−2028;および (12) Pa1kerら、“Type−Specific Neutrali zation of the Huwan Immunodeficiency  Virus wHh Antibodies to env−Encoded  5ynthetic Peptides、 ” Proc、Natl、Aca d、Sci、USA(1988)851932−1936゜発明の要約 本発明の目的は、天然のウィルス■IV gp120と実質的に同じタンパク質 /タンパク譬結合特性を有する糖ペプチドを提供するような[V gp120の 精製方法を提供することである。
本発明の目的はまた、精製された全長の(組換え体ならば非融合の) HIV  gp120 mタンパク質を含んで成り、その分子の大部分がFBIVウィルス 上に提示されるgp120と実質的に同じのタンパク質/タンパク質相互作用特 性を有する、組成物を提供することである。
本発明の他の目的は、多数の旧v ***による感染を中和することができる抗 体の形成を刺激する方法を提供することである。
本発明の更に他の目的は、哺乳動物被検体に投与した時、種々の源からHIvウ ィルスによる感染に対するその被検体の感受性を減少させるワクチン組成物を提 供することである。
本発明の更なる目的は、旧V−1に感染しだ哺乳動物被検体に投与した時に治療 効果を有するワクチン組成物を提供することである。
本発明のこれらおよび他の目的は、以後一層明らかとなるように、1つの実施B 様では、全長の非融合のグリコジル化gp120タンパク質を含有する媒質から ap120を精製する方法であって、(1)イオン交換クロマトグラフィー、( 2)疎水的相互作用クロマトグラフィー、および(3)サイズ排除濾過(サイズ 排除クロマトグラフィーまたはゲル濾過クロマトグラフィー)を使ってgp12 0含有媒質を順次分画し、各段階においてCD4ペプチドに対して特異的結合親 和力を示す両分を集めることを含んで成る方法により達成される。これらの技術 から精製段階を選択しそしてアフィニティークロマトグラフィーおよび逆相fl PLcを回避することによって、変性されていないか、あるいは苛酷な溶媒条件 、例えば、gp120に対して高い特異的親和力を有する抗体または他の結合性 分子を使用するアフィニティークロマトグラフィーにおいて起こるであろう溶媒 条件に暴露されていない、精製811120分子を得ることが可能である0本発 明のgp120は、コンホメーション保持されたgp120と呼び、ウィルス粒 子により提示されたとき、従来入手可能であったよりも天然のgp120に一層 宏接に類似するCD4 レセプターへの結合特性を保持している。
よって、本発明の他の実施態様は、gp120の大部分がコンホメーション保持 されたgp120である、gpi2oを含んで成る組成物である。
本発明の追加の実施態様は、免疫学的方法、例えば、抗1(IV抗体についての イムノアンセイ、抗HIV抗血清の生産およびワクチンにおける、改良されたa p120 M酸物の利用を包含する。
図面の説明 本発明は、本明細書の部分である図面と組み合わせて次の特定の実施!!様の説 明を参照することによって、より一層理解されるであろう。
第1図は、組換えHIV−1gp120 (rgp120)の生産のための例示 的発現プラスミドの略図である。
第2図は、指摘した定常(C)および可変(D) 領域をもつ種々のFIIV− 1単離物についての整列されたアミノ酸配列の表である。 HXB2配列につい ての潜在的N−結合グリコシル化部位のみを[]により示す;システィン残基は この図面においてそれらの上に*を有する。この配列データは、Human R etroviruses and AT口S 1988.A Cowpilat ion and Analysis of Nucleic Ac1d and  Am1no Ac1d 5equsnces、Gerald Myers ら 、Theoretical Biology and Biophysics  Group発行、T−10、メイルストップに710.ロスアラモスナショナル ラボラトリーズ、ロスアラモス、ニューメキシコ、87545 、同し発行元に より発行された1989年版も存在する。
第3A図は、精製段階においてフェニルHICカラムを使って得られた生成物画 分を示すグラフである。
第3B図は、精製段階においてエーテルHICカラムを使って得られた生成物画 分を示すグラフである。
第3C図は、精製段階においてゲル濾過クロマトグラフィーを使って得られた生 成物画分を示すグラフである。
第4図は、ゲル濾過HPLCを使ったCD4−gp120複合体の形成を示すグ ラフである。
第5図は、0.5.6,7.8および9回のgp120での免疫処置後に分析し た、ヒビ2964血清からのHIV−ZR6中和データを示すグラフである。
第6図は、実施例6の免疫処理ヒヒ2958およびgp120免疫処置ヒヒ29 64からの全血清試料の中和力価を示す1組のグラフである。
第7図は、霊長類の中断された免疫処置計画の略図である。
特定の実施態様の説明 精製の一般原理 本発明は、一部分、従来の精製技術からアフィニティークロマトグラフィーを排 除すると、より優れたCD4結合特性をもつgp120 $11ペプチドが生成 することを実証した本発明者らの実験室における研究から端を発した。アフィニ ティー精製は、従来、高純度が要求されるワクチンに使用するgp120の精製 において必須であると考えられていた。
アフィニティークロマトグラフィーおよび他の型のアフィニティー分離技術は、 あるタンパク質が見い出される媒質中に存在する他の分子からそのタンパク質を 分離するために、抗体とタンパク質との間(またはレクチンと環タンパク質との 間)の強力で且つ特異的な結合相互作用に鯨る。次いで、適当な技術、例えば、 溶出媒質のイオン強度またはpHの変化を使用してタンパク質から抗体を解離さ せ、こうして抗体が取り付けられたカラムまたは他の支持材料から他の汚染タン パク質を洗浄除去した後、精製されたタンパク質を得ることができる。アフィニ ティークロマトグラフィーは生化学分野において20年以上の間利用されている が、その使用は1970年代の初期に高特異性のモノクローナル抗体の出現と共 に急激に増加した。この技術の概観については、Freifelder、酋■江 旺」旦堕聾1str :A 1ications to Biochesist r and Mo1ecular Biolo +第2版、 W、H,Free llan & Co、、サンフランシスコ、 1982.pp、257−262 を参照のこと。
しかしながら、本発明者らは、gp120分子の精製にアフィニティークロマト グラフィーを使用すると、明らかなコンホメーション変化が結合/除去の2段階 法において起こり、その結果生ずるgp120タンパク質は精製されるが、抗体 形成を誘発することまたはタンパク質/タンパク質結合相互作用、例えばCD4 分子との結合を行うことについてウィルスgp120分子と同じエピトープを提 示しないことを発見した。こうして、アフィニティー精製されたap120は、 ウィルス粒子により提示されると、このように精製されたタンパク質を、例えば 効率的なワクチンにおいて望ましい程度の中和抗体の誘発に使用できるようにす るのに十分な程はgp120に類似しない。
認識されるように、特定の性質、例えば、CD4へ結合する能力または無能力を 有するとしてgp120の特定組成物を論することは、全体としての組成物であ って、分子レベルで組成物中の各gp120分子それぞれの性質を意味するので はない。例えば、発表された技術を使って精製されたgp120の組成物は、I (IV−1ウイルス上に提示されると、天然gp120のCD4結合能力の例え ば10%を有するとして、gp120の組成物を言及することができる。このこ とは、各分子の結合親和力は90%減少されているが、幾つかの分子はそれらの もとのコンホメーションおよび結合親和性を保持し、分子の大部分は何らかの方 法で変更されており(例えば、コンホメーションが変化している)、その結果そ れらはそれらの結合親和力の全部または一部分を損失している可能性が多いこと を意味し得る。従って、異なる性質を有する種々のap120分子がgp120 組成物中に存在するようであり、そして天然の結合特性を保持する際の精製技術 の有効性は全体としての組成物の結合特性により最もよく判断される。
本発明者らは、旧V gp120を精製して、天然のウィルスHIV gp12 0と実質的に同じタンパク質/タンパク質結合特性(特にCO2結合)を有する 糖ペプチド組成物を提供できることを発見した。本発明の組成物では、分子の5 0%以上、好ましくは80%以上、最も好ましくは90%以上がCD4分子への 結合を可能にするコンホメーションを有するが、これに対して、いくつかの発表 された技術により生成された未精製の組成物では、その比率はgp120の約1 0%以下である。
本発明の方法は、gp120源、例えば、82120分子がその中に分泌されて いる細胞培地または細胞もしくはウィルス溶解物を使って開始する0本発明は、 細胞培地中に分泌された全長の非融合のグリコジル化組換えgp120タンパク 質を、天然のコンホメーシヨンを保持している純粋な形態で提供するために、お よび精製するために、特に有用である。ここで「組換えgp120タンパク質」 とは、トランスフェクション、染色体挿入、プラスミドの保持、またはタンパク 質を発現する他の手段の結果として、細胞が適当なgp120遺伝子を含有する かどうかにかかわらず、非HIV i染細胞により生産されるタンパク質を意味 する。しかしながら、ウィルス源からのgp120 も使用することができる。
gp120を含有するもとの粗組酸物の調製は本発明のより広い観点の一部分で はない。なぜなら、gp120は組換えおよびウィルス源の両方から以前に調製 されているからである。従って、g11120源の説明は、本発明の好ましい実 施態様を説明する本明細書の後の章まで延長する。
アフィニティークロマトグラフィー(および逆相HPLCまたは有機溶媒を使用 する他の技術)を、82120分子の所望のコンホメーションを破壊しない分離 技術で置き換えることが必要である。驚くべきことに、疎水的相互作用クロマト グラフィー(HIC)は、イオン交換クロマトグラフィーおよびゲル濾過クロマ トグラフィーと組み合わせて使用すると、所望の精製を提供することが発見され た。この発見は予期せざることであった。なぜなら、gp120は22個の既知 のグリコジル化部位をもつ糖タンパク質であって高度に親水性(疎水性というよ りも)であると予想されるからである。gp120は、HIC精製段階を使って 汚染物からの良好な分離を可能にするのに十分な少な(とも1つの疎水性領域を 有することが発見された。例えば、はぼ10倍の精製がフェニルHICカラムに より達成された。
第3A図は、gp120がこのカラムから溶出する最後の百分であったことを示 す、アミノ酸配列中に疎水性領域が存在することは従来知られている(疎水性プ ロットから)が、HICを使用してgp120を他のタンパク質から分離するこ とを可能にするのに十分な疎水性がグリコジル化後に保持されることは知られて ぃながったし示唆されていなかった。
精製方法の各段階を下に詳細に記載する。一般に、精製方法は、典型的には水お よび他の小さい分子を除去することにより、細胞培地または他のgp120源を 濃縮してgp120の濃度を増加させ、;濃縮された細胞培地をイオン交換材料 により分画し、そしてCD4ペプチドに対する特異的結合親和力を示す画分を集 め;この第1分画を疎水的相互作用クロマトグラフィー(好ましくは2つのHI C段階)により分画して、適切なCO2結合親和力を示す第2画分を提供し;そ して第2分画をサイズ排除濾過またはクロマトグラフィーにより分画して所望の 精製されたタンパク質を提供することを含んで成る。
この説明は、一般に、細胞培地が最も普通の源であるので、細胞培地をgp12 0 aと呼ぶ。しかしながら、gpi2oの他の源を細胞培地と互換的に使用す ることができる。
濃縮段階は、種々の源から多数のタンパク質を精製する、すなわち、細胞培地か ら水および他の小さい分子を除去することによって次の精製段階を比較的少量の 材料上で実施できるようにするのに使用される通常の最初の段階である。従って 、種々のサイズ分画技術のいずれも使用することができる。透析および限外濾過 が好ましい技術である。最初の濃縮段階は、単に水または他の小分子、例えば1 .000以下の分子量を有する分子を除去することができるか、あるいは821 20分子より小さい分子の一部または実質的に全部を除去する技術を使用するこ とができる。例えば、種々のカットオフ値、例えば10,000.20,000 .30,000.50,000または100,000の分子量カットオフ値を有 する膜を使って限外濾過を実施することができる。
10.000〜50,000の範囲、好ましくは約30,000の分子量カット オフが好ましい。
細胞培地を4縮して小分子を排除した後、カットオフサイズより大きい分子を含 有する濃縮された細胞培地をイオン交換材料により分画する。異なる源からのペ プチドは、電荷が異なるために、イオン交換分画時に異なって挙動することがあ る。例えば、HIV−SF2単離物から本来分離された遺伝1!yJ質を使って 得られたgp120はIIEAEセファデックス(Sephadex )カラム 上にO、l MNaC1中pH8において保持されないが、単離物HIV−HT LV−,I[[Bからのgp120は同一条件下でカラムに結合し、そして0. 1〜0 、 5 MNaClの塩勾配で溶出させることができる。しかしながら 、特定の82120分子がカラムへ付くかどうか重要ではない。なぜなら、溶離 を包含するイオン交換工程は免疫学的または他のタンパクf/タンパク質結合特 性に悪影響を及ぼさないように思えるからである。
イオン交換段階は単一段階であるかまたは2以上の段階に分割することができる 。アニオン交換樹脂での処理は少なくとも1つの副段階に(あるいは唯一のイオ ン交換段階として)好ましい。アニオン交換体は、典型的には芳香族または脂肪 族アミノ基を含み、そしてDEAE−SEPHADEX (これはジエチルアミ ノエチル置換デキストランである)、またはAG−3(これはエポキシアミン樹 脂上に第37ミノ置換基を有する)を包含する。これらの弱塩基性物質の代替物 として、完全な正電荷を示す第四アンモニウムイオンおよび他の交換体、例えば Q−3EPHARO5E−14P Cセファロースカラムに結合した第四アンモ ニウムイオンを有するPharmac+aの製品)を使用することができる。
アニオン交換段階には、典型的にはpH7〜9範囲、好ましくは約1)H8の緩 衝液が使われる。典型的な緩衝液の例は、0.02MTriSである。イオン強 度は通常約0.05〜0. 2M (NaC1として表示)の範囲、好ましくは 約0.1Mである。制御すべき他の条件としては、温度(例えば、約0〜25° C)、カラムに適用する物質の紀伝導度(例えば、約15+wS−CI) 、お よびタンパク質負荷容量/樹脂容量の比(例えば、約15〜20g/L)が挙げ られる。これらの値はDEAE−5EPHADEXカラムについて好ましい値で あり、製造業者の指示に従い他のカラム材料について変化させることができる。
あるいは、細胞培地は、弱または強酸性交換基、例えばそれぞれカルボン酸また はスルホン酸の基を使ったカチオン交換クロマトグラフィーにより、精製するこ とができるが、このような分離はアニオン交換体の使用より好ましくない。典型 的な強酸性系、例えばスルホプロピルイオン交換樹脂、例えば5P−3EPHA DEXを使用することができる、 gp120を含有する細胞培地を添加し、そ して典型的にはpH約6〜約8の範囲、好ましくはptt約7において溶離する 。他の条件はアニオン交換カラムについて使用条件に類領する。
所望のap120分子を含有する画分は、gp120を同定する多数の既知技術 、例えば抗体による認識、CD4ペプチドによる結合、またはSDSゲル電気泳 動のいずれによっても同定することができる。gp120分子を含有する両分は 、各百分から取ったアリコートにおいて分析を行うことによって同定することが できる。分画パターンを確立した後、試験しないで両分を集めることができるよ うにイオン交換操作を十分に反復する。本発明の各新規段階をこの方法に組み込 むとき、CD4結合を、その各段階についてチェックし、そしてCD4結合を使 用して、本明細書中に記載する特定の好ましい条件からの任意の変更(例えば、 カラム支持材料、温度、緩衝液などを変える)が本発明の範囲内のgp120  m酸物を提供するかどうかを確かめることができる。CD4とgp120との間 の結合の測定についての追加の詳細を、本明細書の後の節に記載する。
gp120について最も明確な試験はCD4ペプチドの結合である。CD4ペプ チドへの結合は、典型的には、下の実施例に記載するような放射性免疫沈澱また はゲル濾過HPLCにより確かめることができる。 gp120物質を含有する 両分を、個々にまたは画分を一緒にした後に精製し、後の精製段階に使用するプ ールした材料を提供することができる。
特定の両分中のCD4ペプチドに結合するap120分子の能力について一般に 言及するが、このような言語の使用はCD4ペプチドについての実際の結合アン セイを各段階において実施することを意味しない。むしろ、この言語は、この段 階か異なる段階についてかいずれにせよ、CD4ペプチドに結合するgp120 の能力が分離技術のいずれかの段階において損失されないようにその状態が維持 されることを指摘するために用いられる。
次の精製段階は疎水的相互作用クロマトグラフィーを包含し、この場合、カラム を通る分子の通過はカラム支持材料(または支持材料に結合した物質)と分画さ れている分子との間の疎水的相互作用により遅延される。このような分画方法の 典型的な例は、疎水性カラムを使う高性能液体クロマトグラフィー法である。典 型的なカラムはエーテルHICカラムまたはフェニルHICカラムである。エー テルHICカラムはカラム支持体にエーテル結合により結合した脂肪族基を含有 し、フェニルHICカラムは支持体に結合したフェニル基を含有する。HIC技 術の当業者が理解するように、カラムへの試料の添加および溶離は、該カラムに 使用する樹脂表面に、分離されている物質を「粘着(stick ) Jさせる のに十分なイオン強度(ある分子にはゼロであってもよい)を有する溶液を使っ て行われる。溶離液のイオン強度を下げる(すなわち、溶離液中の塩濃度を下げ る)と、疎水性物質がカラムにより保持される傾向が減少する。
典型的なgp120の精製では、イオン交換クロマトグラフィーにより得られた 画分を硫酸アンモニウム中35〜45%、好ましくは約40%飽和にし、そして 不溶物を遠心により除去した後、上清をH■Cカラムに適用する。例えば、40 %飽和硫酸アンモニウムでイオン交換クロマトグラフィー画分を処理することは 、該方法のこの時点で多少の汚染タンパク質を沈澱させるのに有用であるが、そ れは要求されない。gp120分子それ自体は、今日まで試験した単離物の全て の株および突然変異体について、40%飽和硫酸アンモニウム中で沈澱しない。
他の単離物からのgp120が万一40%硫酸アンモニウムで沈澱するならば、 ap120を沈澱させるのに必要なものより低いがgp120をHICカラムに 結合させるイオン強度を与える程十分に高い濃度を選択することができる。必要 に応じて、他の塩を硫酸アンモニウムの代わりに使用することができる。この節 において説明する塩濃度は例示であり、この分野で知られているように、流速、 温度および溶出時間を変化させることによって他の塩および塩濃度を使用するこ とができる。硫酸アンモニウムは、高濃度で存在するとタンパク質構造を安定化 するので、好ましい。
種々の疎水的相互作用クロマトグラフィーを使用することができ、そして本発明 は特定の樹脂に限定されない。典型的なHICカラムの例としては、ブチル(b utyl Foyo Perl、Toyo 5oda ) 、、オクチル(oc tyl 5epharose、Pharmacia )およびフェニル(Phe ny 5epharose、Pharmacia )が挙げられる。イオン交換 クロマトグラフィーと同様、疎水的相互作用に基づく分離はタンパク質のコンホ メーションに悪影響を及ぼすとは思われない。
それらのカラムを使用する条件は、当業界において知られているように特定のカ ラムによって変化する。典型的な条件としては次のものが挙げられる:pFI約 5〜約7(例えば、0.02M酢酸ナトリウム、pH5,0);約0. 05〜 2. 0M (NaC1として表示)、好ましくは0.1Mのイオン強度;およ び40%硫酸アンモニウム(または前述のような種々の初期濃度)から0%硫酸 アンモニウムまで減少する勾配を使った溶出。
単−HIC段階を使用することができるが、少なくとも2つのHIC副段階が好 ましく、好ましくは異なるHIC支持体(例えば、フェニルHTCカラム上での 分離に次いでエーテルHICカラム上での分離)を使用する。しかしながら、同 一カラム(例えば、フェニルHICカラム)上での2回の分離を使用することが できる。既知の技術を使って条件を調節して、所望の活性を有するタンパク質の ピークをイオン交換クロマトグラフィーにより精製された百分中になお存在する 別のタンパク質含有ピークから分離するのに備えることができる。上記と同様、 所望の活性を含有する画分を集め、そしてそのような活性を含まない両分から分 離する。
疎水的相互作用クロマトグラフィーから得られた所望の活性を含有する画分を、 ゲル濾過(ゲル浸透クロマトグラフィーとしても知られており、ゲル濾過HPL C技術を包含する)にかける、純度がHIC後十分である場合、最後のHICカ ラムからの溶出液をゲル濾過カラムに直接適用することができる。純度はゲル電 気泳動およびクーマシーブルー染色により測定され、そして少なくとも5%、で あるべきである。しかしながら、所望のレベルの純度がこの段階で達成されない 場合、HIC溶出液をゲル濾過前にイオン交換クロマトグラフィーにかけること によって本発明の方法を実施することができる。非効率的な発現系を使用した結 果初期の細胞培地が他のタンパク質と比較して比較的少量のg9120を含有す る場合、この膜支持体を使用するHPLCイオン交換クロマトグラフィーは、高 い効能のアニオン交換樹脂を用いるイオン交換または中圧クロマトグラフィー、 例えばPharmaciaのQ−セファロース高性能クロマトグラフィーがこの 段階において必要である場合、特に好ましい。
精製工程のこの時点において(すなわち、HICおよび、必要ならば第2イオン 交換段階後)、除去され得る不純物は大部分が低分子量不純物である。同じく、 使用する特定の材料および条件は特に制限されない。デキストラン、ポリアクリ ルアミドまたはアガロースゲルはすべて使用することができる。IOK〜500 K、好ましくは50に〜200にの分子量分画範囲を典型的には選択する。
HPLCとともに使われる特に好ましいカラムは5UPERDEX 200 ( Phar++acia )である。それの使用条件は、典型的には0、IMのリ ン酸ナトリウム、pH6,7である。ゲル排除クロマトグラフィーは、中和抗体 の形成の誘発に必要な1ビトーブの提示に悪影響を及ぼすとは思われない。
プロティンGのアフィニティー精製は、末法の任意の段階において、例えばイオ ン交換クロマトグラフィー後およびHIC前に実施して、当業界において知られ ているようにIgG汚染を減少または排除することができる。プロティンGのア フィニティー精製を実施する適当な方法は当業界において知られており、そして アフィニティーカラム、例えばプロティンGセファロースファーストフロー(F ast Flow ) 、Pharmaciaなどの使用を包含する。非限定的 例により、0.1Mリン酸ナトリウム緩衝液pH7を使用することができるが、 任意の常用の緩衝液を使用することができる。
前述の精製段階のすべてにおいて、分離段階により生成した画分の収集および取 り扱いの間を包含する、変性を最小にするように条件を維持すべきである。した がって、すべての溶液のpHは約4〜約9、好ましくは5〜8の範囲であるべき である。イオン強度は、前述したようにより高いことがある硫酸アンモニウムを 除外して、0゜02〜0. 5M (NaC1当量)、好ましくは0.05〜0 .3Mであるべきである。温度は0〜25°C1好ましくは2〜8°Cであるべ きである。洗浄剤および有機溶媒は完全に回避すべきである。
上記段階のいずれかにより得られた画分は、所望により限外濾過または他の4v M技術により濃縮して溶媒および他の小分子を除去することができる。このよう な限外濾過は、一般に、gp120 ピークが数百分にわたって広がる時に起こ り得るように、分画工程がgp120含有画分を希釈することがない限り、要求 されない。
要約すると、前述の精製手順は、CD4結合が低下しないことを保証するために 各新規段階後に試験することによって達せられた。タンパク質を変性条件、例え ば逆相および免疫アフィニティークロマトグラブイ−に暴露しJ)る段階は回避 された。精製の多くは、硫酸アンモニウムの存在下での2つの異なる疎水性樹脂 へのgp120の強い結合を活用するごとによって達成された。さらに、精製さ れたタンパク質は、0.IMNaCI中で中性palにおいて疎水的様式で、名 目上のゲルit過樹脂である5uperose” 12に強く結合した。この挙 動は、炭水化物の親水性およびgp120が50重量%以上炭水化物であるとい う事実から見て幾分驚くべきことであった。
生産手順は、ここに記載するように、40Lスケール(40Lの培養上清を使用 して出発する)で反復して実施した。この手順は、0.4Lから少なくとも20 0Lの細胞培養上清の範囲の適当な大きさのカラムを使用する、より小スケール およびより大スケールでも使用した。生産物の収率および純度はこの範囲のスケ ールに渡りほぼ一定であった。最近、細胞の生産は連続懸濁培養において実施さ れている。この改良はgp120の大量生産を容易にする。出発材料として回転 瓶または連続培養上清を使った時、ロフト間での生産物の挙動の有意な差は検出 されなかった。
実際の精製方法の詳細な説明は下の実施例に記載する0本発明はその特定の実施 例に限定されないが、その実施例は本発明の範囲内に含まれる完全な分離のため の特定のパラメーターを示すことによって追加の手引を提供する。
精製方法により生成されたgp120の特徴本発明の方法により生成されたap 120 糖タンパク質は、クーマシーブルー染色を使用するSDSゲル電気泳動 により評価すると純粋であり、そしてCD4結合アッセイにおいて完全な活性を 保持する。
はぼ95%の純度のレベルが推定される。ここで純度とは他のタンパク質の不存 在を意味する。なぜなら、純粋なgp120は、異なるgp120分子で炭水化 物含量に差があるために、不拘irm酸物であるからである0本発明の精製方法 の生産物は、ウィルス源から得られるgp120の天然のコンホメーションと区 別することができないように思われる。精製されたgp120が本発明において 得られる物質のコンホメーションを有するかどうかを決定するために使用できる アッセイの特定の例は、下の実施例に記載されている。一般に、これらの試験は 、CD4結合、ゲル濾過HPLC(#化条件下と還元条件下の両方)、およびg p120特異的抗血清との反応を包含する。
他の研究者らは、ここに特定する以外の種々の技術により精製された組換えgp 120がCD4 レセプターへの結合親和力の減少を示すことを報告している。
この結合親和力の減少の理由は確実には知られていないが、それは精製の間の分 子のコンホメーションの変化を表すと思われる1例えば、本発明者らがgp12 0について最初に試みた1つの精製計画はアフィニティークロマトグラフィーお よび逆相HPLCを使用した。その手順により精製された物質はほぼ80%の純 度であり、そしてgp120に特異的なモノクローナル抗体を使ったELISA アンセイにおいて期待した反応性レベルを示した。しかしながら、試験管内で測 定したCD4 レセプターに対する結合活性はほぼ1/10に下落した。本発明 の系は、従来入手可能なap120と同程度の高さであるかあるいはそれより高 い純度であると同時に完全なCD4結合活性を保持しているgp120を提供す る。さらに、この精製技術は種当な収率の生産物を提供し、そしてap120の 大量生産(数1001gまたはそれ以上の範囲における)に適当である。アフィ ニティークロマトグラフィーまたは逆相HPLCのいずれも必要とせず、従って それらの精製に関連するコンホメーション変化(高イオン強度および有機溶媒と の接触により引き起こされる)を排除する。完全な活性はELISAおよびCD 4 レセプター結合アッセイにおいて観測された。精製された物質は、本明細書 中「コンホメーション保持されたgp120の天然コンホメーション」と表示し 、ウィルス粒子上に提示されるとgp120と識別不可能であるように見える。
例えば、HIV−3F2から望まれるコンフォメーション保持したm換えgp1 20は、うイルスの)IIV−5F2 gp120と識別不可能であった。該タ ンパク質はSDSゲル上で非常によく似た移動度を有した。それらは、アッセイ したすべての血清に関して、免疫沈澱、ウェスタンプロット、および面相捕捉ア ッセイにおいて同等の免疫反応性を示した。
精製されたタンパク質は還元または非還元SDSゲルにおいて120にの分子量 を示した;よってポリペプチド鎖は完全である。中性pHの非変性緩衝液中での ゲル濾過HPLCは130にの分子量推定値を与え、精製されたタンパク質がこ れらの条件下では凝集する傾向が少ないことを示した。このタンパク質は、いく つかのカラム上での挙動により明らかなように、驚くべき疎水性の性質を有した 。
CD4への組換えgp120の結合をゲル濾過HPLCアッセイにおいて直接研 究した。ウィルスgp120と同様、gp120はCD4に高親和力および1: 1の化学量論で結合した。このアッセイにより測定すると、精製されたap12 0分子の少なくとも90%がCD4に結合することができた。最後に、精製され たタンパク質はCD4についてH6゜9nMのに4を有する。この値はウィルス のgp120および他の精製された調製物のCD4 レセプターへの結合につい て測定された親和力の範囲内にある(Swi th ら、5cience(19 87)231: 1704およびLa5kyら、釦旦(1987)剋:975参 照)。
精製のためのgp120源 本発明の広い局面は、gpt2o分子を含有する源媒質を調製する段階を包含す る。組換え技術によるgp120の調製はどこかに記載されており、例えば本明 細書の前景の項目において挙げた刊行物およびそれらの中に引用された刊行物中 に記載されている0本発明の技術は、異なるap120分子を生産する異なるH IV単離物からの遺伝物質を含有する、種々の細胞系からのgp120順化培地 に適用された。
非組換え源からのgp120を使用することもできる(例えば、ウィルスに感染 した細胞系)。gp120の特定の源を下の実施例において同定し、そしてgρ 120の発現のための細胞培養の一般的説明を下記に記載するが、本発明はこの ような源に限定されない。
SF2−gp120は、本発明の精製方法を開発するためのモデルとして働いた 。幾つかの他のクローン化gp120遺伝子は、■IV−1の他の単離物並びに gp120遺伝子の試験管内突然変異誘発により作られた幾つかの変形について 入手可能である。例えば、15の異なるHIV−1単離物(SF2.HXB2. BRU、MN、SC,NY5.CDC4、WMJ2.RF、MAL、ELI、Z 96.Z3.Z321゜およびJYI)からのクローン化遺伝子によりコードさ れるアミノ酸の完全配列は、Myers ら、Human Retroviru ses and Aids、1990(1990)、Los Alamos、N ei* Mexco:Los Alasos National Labora toryに報告されており、その開示全体をここに引用によって加える。、7つ の配列(それらのうちの6つは90102568に示されるものと異なる)は、 l’1odro−ら、J、Virol、 (1987)61:570−578に 示されている。
5rinivasanら、Gener(1987)52ニア1−82は、ザイー ルにおいて単離された追加の旧V−1単難物の配列を報告している。これらの刊 行物の両者もここに引用によって加える。今日までの本発明者らの経験は、配列 およびアミノ酸組成がSF2−gp120とかなり異なることがあるけれども、 本明細書に記載の方法が他の単1W11ffからのap120タンパク質並びに 該遺伝子の突然変異形に使用できることを示した。
組換え源に加えて、gp120の天然ウィルス源を使用することができる。 ! (IVを保有する細胞系は、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション( the A+werican Type Cu1ture Co11ectio n) (米国メリーランド州ロンクビル)から入手可能である(ATCCCRL 8543) 。
この細胞系は米国特許4,520.113号に記載されている。他のウィルス単 離物は、Tersmette ら、J、Virol、 (1988)62:22 06−2032およびPOpovic ら、5cience(1984)224 :497−500に記載されている。
組換え源は、生産が容易であり且つ活性HIV−1ウィルスによる感染の危険を 回避するので好ましい、全長の組換えgp120は、多数の既知発現系のいずれ かを使用して調製することができる。すべてのこのような系は成Pgp120の アミノ酸のすべてをコードする指令を含有するであろう(例えば、SFZ中のe nv遺伝子のアミノ酸30または31〜509)。
HIV gp120核酸配列は、組換えDNA法により、例えばmRNAの逆転 写物をスクリーニングすることにより、あるいは任意の細胞からのゲノムライブ ラリーをスクリーニングすることにより得ることができる。該DNAは、発表さ れた配列から常用技術およびDNA合成装置を使ってDNAを合成することによ り得ることができる。
ユニーク制限部位をDNAの調製時に導入することができ、それによってそうで なければ天然源中に存在しない制限部位を含有するベクター中での遺伝子の使用 を促進するため、合成が有利であろう。
さらに、DNA中の任意の所望の部位の修飾を、突然変異誘発によりDNAを更 に修飾する必要なしに、合成により導入することができる。
一船に、新規株からの旧V gp120ポリペプチドをコードするDNAは、野 外または実験室単離物から得られたmRNAからc DNAライブラリーを作製 し、そして(1)cDNAライブラリー中の相同配列を含有するクローンを検出 するために、エンベロープタンパク質の部分をコードする[glDNAプローブ を用いてスクリーニングし、あるいは(2)ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を 使用してcDNAを増幅し、そして標識DNAプローブを用いてサブクローニン グおよびスクリーニングすることにより得ることができる。次いで、クローンを 制限酵素分析および核酸配列決定により分析して全長のクローンを同定し、全長 のクローンが該ライブラリーの中に存在しない場合には、適当な断片を種々のク ローンから回収し、そしてクローンに共通の制限部位でそれらを連結して、全長 の分子をコードするクローンを構築する。DNAプローブは、付随の実施例に記 載する遺伝物質から調製することができる。HIV gp120 c DNAの 5′末端から失われている配列は、鋳型としてmRNAを使用して旧V gp1 20配列に相補的な合成オリゴヌクレオチドの3′伸長(いわゆるプライマー伸 長)により得るすることができ、あるいは相同性配列を既知のcDNAから供給 することができる。
本発明の方法による精製のためのgp120の生産は、特記しない限り、当業者 の技術の範囲内の従来の分子生物学、微生物学および組換えDNA技術を使用す るであろう。このような技術は文献中に詳細に記載されている。例えば、Man iatis、Fr1tsch & 5asbrook、 ”M。
Iecular Cloning:A Laboratory Manual” 第2版(1989); ’DNACIonig:A Practical Ap proach、 ’ Vol、 IおよびII (D、N、Glover &W 、1985);“Oligonucleotide 5ynthesis″(M 、J、Ga1t W、1984) ;“Nucleic Ac1d I(ybr idization″ (B、D、Hases & S、J、Higgins編 、 1985);”Transcription And Translati on ″ (B、D、Hames ! S、J、I(iggins[。
1984); ”Animal Ce1l Cu1ture″(R,1Fres hney g、1986) ;Immobilized Ce1ls And  Enzyses ″(IRL Press、1986);B、Perbal。
“^Practical Guide To Mo1ecular Cloni ng″(1984)を参照のこと。
本発明の方法による精製のための組換えgp120の調製に使用する遺伝物質の 説明において、次の用語を下に記載する定義に従い使用する。
「レプリコン」は、生体内の自己DNA複製単位として機能する、すなわち、そ れ自身の支配下で複製することができる、遺伝要素(例えば、プラスミド、染色 体、ウィルス)である。
「ベクター」は、他のDNAセグメントを取り付けて、取り付けられたセグメン トの複製を引き起こすことができるレプリコン、例えばプラスミド、ファージま たはコスミドである。
rDNA分子」は、−末鎖形態または二本鎖らせんのデオキシリボヌクレオチド (アデニン、グアニン、チミジンおよび/またはシトシン)の重合形態を言う、 この用語は分子の一次および二次構造のみに対して言及し、それを特定の三次形 態に限定しない、従って、この用語は、特に直鎖状DNA分子(例えば、制限断 片)、ウィルス、プラスミドおよび染色体の中に見いだされる二本鎖DNAを包 含する。特定の二本t[DNA分子の構造を論じる際には、配列はDNAの非転 写類(すなわち、mRNAに相同的な配列を有する鎖)に沿って5’−3’方向 において配列を与える通常の慣習に従い記載することができる。
DNA rコード配列」は、適当なjj!!!fj配列の支配下に1かれたとき 、生体内で転写されポリペプチドに翻訳される二本鎖DNA配列である。コード 配列の境界は、5′ (アミノ)末端の開始コドンおよび3′ (カルボキシ) 末端の翻訳終結コドンにより決定される。
コード配列は次のものを包含することができるが、これらに限定されない:原核 生物の配列、真核生物のmRNAからのcDNA、真植生物(例えば哺乳動物) のDNAからのゲノムDNA配列、ウィルスDNA、および更には合成りNA配 列。ポリアデニル化シグナルおよび転写終結配列は、通常、コード配列の3′側 に位置するであろう。
転写および翻訳調節配列は、DNA調節配列、例えばプロモーター、エンハンサ −、ポリアデニル化シグナル、ターミネータ−などであり、これらは宿主細胞に おけるコード配列の発現に備える。
「プロモーター配列」は、細胞中でRNAポリメラーゼと結合し、そして下流( 3′方向)のコード配列の転写を開始させることができるDNA調節領域である 。本発明を定義する目的上、プロモーター配列は3末端では転写開始部位に境を 接しており(包含的に)そj7て上流(5′方間)には、バックグラウンドより 上の検出可能なレベルにおいて転写を開始するために必要な最小の数の塩基また は要素を包含する。プロモーター配列内には、転写開始部位(便利には、ヌクレ アーゼS1でマツピングすることによって定められる)、並びにRNAポリメラ ーゼ結合の原因となるタンパク質結合領域(共通配列)が見いだされるだろう、 真核プロモーターは、常にではないが、しばしば、rTATA、1ボツクスおよ びrcATJボンクスを含む。
コード配列は、RNAポリメラーゼがコード配列をmRNAに転写し、次いでこ れがコード配列によりコードされるタンパク質に翻訳される時、細胞中で転写お よび翻訳調節配列の「支配下に」ある。
「シグナル配列」は、コード配列の前に含まれることができる。
この配列は、ポリペプチドのN末端にあるシグナルペプチドをコードし、このシ グナルペプチドは宿主細胞と共同してポリペプチドを細胞表面に差し向けるかま たはポリペプチドを媒質中に分泌させ、そしてこのシグナルペプチドはタンパク 質が細胞を離れる前に宿主細胞により切り取られる。シグナル配列は原核生物お よび真核生物に生来ある種々のタンパク質と関連して発見することができる0例 えば、生来の酵母菌タンパク質であるα因子は酵母菌から分泌され、そしてその シグナル配列は媒質中に分泌させようとする異種タンパク質に取り付けることが できる(米国特許第4,546,082号、EPO0116201号、1983 年1月12日公開)、さらに、α因子およびその類似体は、種々の酵母菌、例え ばサツカロミセス(ハ胚江二邊匹肛)およびクルイベロミセス(uヨ烟銀邊匹組 )から異種タンパク質を分泌させることが発見されティる(EPo 88312 06.9号、1988年12月23日出願、 EPOO324274号、および EPO公開番号0301669号、1989年2月1日公開)。哺乳動物細胞に おける使用例は、第VIIIc因子軽鎖の発現に使用するtPAシグナルである 。
外因性または異種DNAが細胞の内側に導入されたとき、細胞はこのようなりN Aにより「形質転換」されている。形質転換するDNAは、細胞のゲノムを構成 する染色体DNA中に組み込まれ(共有結合される)でも組み込まれなくてもよ い0例えば、原核生物では、形質転換するDNAはエビソーム要素、例えばプラ スミドまたはウィルスのベクター上に維持され得る。BPVにより形質転換され た細胞は安定であり、そしてエビソームのままである。真核細胞については、安 定に形質転換された細胞は、形質転換するDNAが染色体の複製を通して娘細胞 により遺伝されるように染色体中に組み込まれるようになる細胞である。この安 定性は、形質転換するDNAを含有する娘細胞の集団から構成された細胞系また はクローンを確立する真核細胞の能力により実証される。「クローン」は、単一 細胞または共通の祖先からのを糸分裂により誘導される細胞の集団である。
「細胞系」は、多数の世代に渡り試験管内で安定に増殖することができる一次細 胞のクローンである。
2つのDNA配列が、ヌクレオチドの少なくとも約85%(好ましくは少なくと も約90%、最も好ましくは少なくとも約95%)がDNA配列の定められた長 さにわたって合致するとき、「実質的に相同」である、実質的に相同である配列 は、例えば特定の系について定められたような緊縮条件下で、サザンハイプリダ イゼーション実験において同定することができる。適当なハイブリダイゼータ5 ン条件を定めることは当業者の技量の範囲内である。例えば、Maniatis ら、前掲; DNA Cloning、Vol、 I & If 、前掲H%u (16ic Ac1dHybridization、前掲を参照のこと。
DNA構成物の「異種」領域は、天然では大分子に関連して見いだされないよう な、より大きいDNA分子内のDNAの同定可能なセグメントである。異種領域 が哺乳動物遺伝子をコードするとき、該遺伝子は通常、起源生物のゲノム中では 哺乳動物ゲノムDNAを隣接しないDNAによって隣接されるだろう、異積コー ド配列の他の例は、コード配列それ自体が天然に見いだされない構成物(例えば 、ゲノムコード配列がイントロンを含有するcDNA、または生来の遺伝子と異 なるコドンを有する合成配列)である、対立遺伝子変異型または天然に存在する 突然変異の現象は、ここに定義するDNAの異種領域を引き起こさない。
「A」を含んで成る組成物(ここでrA」は単一のタンパク質、DNA分子、ベ クターなどである)は「B」 (ここでrB、は1または複数の汚染タンパク質 、DNA分子、ベクターなどである)を実質的に含有しない時には、組成物の中 のタンパク質、DNA、ベクター(AおよびBが属する種のカテゴリーに依存す る)の少なくとも約75%が「A」である。好ましくは、「A」は組成物中にお いてA+B種の少なくとも約90重量%、最も好ましくは少なくとも99重量% である。また、汚染物質を実質的に含有しない組成物は、着目の種の活性または 特性を有する単−分子量種(垢タンパク質のポリペプチド部分、例えば、gp1 20に関して)のみを含有することが好ましい。
「抗体」は特異的エピトープに結合する任意の免疫グロブリンであり、抗体およ びその断片を包含する。この用語は、なかでも、ポリクローナル抗体、モノクロ ーナル抗体およびキメラ抗体を包含する。キメラ抗体については、米国特許第4 ,816,397号および米国特許第4,816,567号を参照のこと。
それ以上のプロセシング用の大量のDNAのtill! (クローニングベクタ ー)または旧V gp120遺伝子ポリペプチドの発現(発現ベクター)のため 、旧V gp120遺伝子ポリペプチドをコードするDNAの操作を簡素化する のにベクターが使われる。ベクターは、プラスミド、ウィルス(ファージを包含 する)、および組み込み可能なりNA断片、すなわち組換えにより宿主ゲノム中 に組み込まれる断片を含む、クローニングベクターは発現調節配列を含む必要は ない。
しかしながら、発現ベクター中の調節配列は、転写および翻訳tJ4節配列配列 えば、転写プロモーター、適当なリポソーム結合部位をコードする配列、および 転写および翻訳終結のy4節配列を含む。発現ベクターは、好ましくはHIV  gp120遺伝子の安定な発現を促進するためおよび/または形質転換体を同定 するため選択遺伝子を含むであろう。しかしながら、発現を維持するための選択 遺伝子は、真核宿主細胞を使った同時形質転換方式において別個のベクターによ り供給することができる。
適当なベクターは、一般に、レプリコン(複製開始点、非組込み型ベクターにお いて使用する)および意図する発現宿主と適合性である種から誘導された調節配 列を含有するであろう、用語「複製可能な」ベクターとは、本明細書中で使用す るとき、そのようなレプリコンを含有するベクター並びに宿主ゲノムの中への組 み込みにより複製されるベクターを包含することを意図する。形質転換された宿 主細胞は、HIV gp120遺伝子をコードするDNAを含有するベクターに より形質転換またはトランスフェクションされた細胞である。
発現されたHIV gp120は、発現されるペプチド中の適当なプロセシング シグナル、例えば同種または異種シグナル配列の支配下で、培養土清中に分泌さ れるであろう2分泌されたタンパク質のみが完全にグリコジル化され、そして完 全にCO4結合を行うことができる。
Fenn1eら、J、Virol、 (1989)63:639−646参照。
宿主細胞のための発現ベクターは、通常、複製開始点、旧V gp120遺伝子 コード配列の上流に置かれたプロモーター、並びにリポソーム結合部位、ポリア デニル化部位、および転写停止配列を含む、当業者は、これらの配列のあるもの がある種の宿主中での発現には必要でないことを認識するだろう。微生物と共に 使用する発現ベクターは、宿主により認識される複製開始点、宿主中で8!能す るプロモーター、および選択遺伝子を含有することのみを必要とする。
汎用されるプロモーターは、ポリオーマ、ウシ乳頭腫ウィルス、CMV (ウシ またはヒトのいずれかのサイトメガロウィルス)、ラウス肉腫ウィルス、アデノ ウィルス、およびシミアンウィルス40(SV40)に由来する。他の調節配列 (例えば、ターミネータ−、ポIJ A、エンハンサ−または増幅配列)を使用 することもできる。
発現ベクターは、HIV gp120遺伝子コード配列が適当な調節配列と共に ベクター中に置かれるように作製され、調節配列に関するコード配列の位1およ び向きは、コード配列が調節配列の「支配」下に転写および翻訳されるようなも のである(すなわち、調節配列のところで該D N A分子に結合するRNAポ リメラーゼがコード配列を転写する)、調節配列は、ベクター、例えば前述のク ロー・ニングヘクター中への挿入の前に、コード配列に連結せしめることができ る。あるいは、調節配列および適当な制限部位を既に含有する発現ベクターの中 にコード配列を直接クローニングすることができる。
選択した宿主細胞が哺乳動物細胞である場合、調節配列はHIV gp120遺 伝子コード配列に対して同種または異種であることができ、そしてコード配列は イントロンを含有するゲノムDNAまたはcDNAであることができる。
高等真核細胞をを椎動物または無を椎動物細胞(昆虫を含む)のいずれにせよ使 用することができ、そしてそれらの増殖方法は知られている。例えば、Ti5s ue Cu1ture+Acadesic Press、KruseおよびPa tterson W(1973)を参照のこと。
高等真核生物中で旧V gp120遺伝子を発現せしめるのに適当な宿主細胞と しては、次のものが揚げられる:SV40により形質転換されたサル腎臓CVI 系(CO5〜7.ATCCCRL 1651) iベビーハムスター腎臓細胞( BHK、ATCCC[1L10) ;チャイニーズハムスター卵巣細胞−DHF R(LlrlaubおよびChasin、ハAs (USA)77 : 421 6 (1980)に記載されている);マウスセルドーリ細胞(TM4 i M ather、J、P、+紅鮭」並皿虹23:243,251(1980)) ; サル腎臓細胞(CVI ^TCCCCL 70) ;アフリカミトリサル腎iu i胞(VEl?076、ATCCC[1L−1587) ;ヒト子宮頚癌細胞( FIELA、ATCCCCL 2) ;イヌ腎臓細胞(門DCK、ATCCCC L34) ;バッフアロラット肝細胞(BRL3A、ATCCCRL1442)  ;ヒト肺細胞(−138、ATCCCCL75) ;ヒト肝細胞()lep  G2.RB8065) ;マウス乳癌(間T 060652.ATCCCCL  51) ;ラット肝癌細胞(l(TC,旧:54、Baumann、 M。
ら、J、Ce1e Bio+、85:1−8(1980))およびTRI細胞( Mather、 J、P。
ら、Annals N、Y、Acad、Sci、383:44−68(1982 ))。
哺乳動物組織中で発現される時、組換え旧V gp120遺伝子産物がグリコジ ル化のためにより高い分子量を有することがあることは理解されるであろう。し たがって、120kDと多少異なる分子量を有する旧V gp120の部分的ま たは完全なグリコジル化形態は本発明の範囲内にある。
他の好ましい発現ベクターは真核系において使われるものである。
真核発現系の例は、この分野においてよく知られているワクシニアウィルスを使 用する系である。例えば、Macketら(1984)JJiro、49:85 7:’DNA Craning、’ Vol、II、pp、191−211+前 掲、 PC?公開番号−086107593を参照のこと。酵母発現ベクターは 当業界において周知である。
例えば、米国特許第4.446,235号、米国特許第4,443,539号; 米国特許第4,430.428号;欧州特許公開番号103,409号;同10 0.561号;同96,491号を参照のこと。他の好ましい発現系は、チャイ ニーズハムスター卵巣細胞を形質転換するベクターpH51である。PCT公開 番号−087102062号を参照のこと。哺乳動物組織は選択可能なマーカー 、例えばジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHPR)またはチミジンキナーゼをコー ドするDNAとHIV gp120をコードするDNAとで同時形質転換せしめ ることができる。野生型DHFR遺伝子を使用する場合、D)IFR欠損であっ て従ってヒボキサンチン、グリシンおよびチミジンヲ欠< h g を培地中で の好結果のトランスフェクションのためのマーカーとしてDHFRコード配列の 使用を可能にするような宿主細胞を選択することは好ましい。この場合において 適当な宿主細胞はDI(FR活性を欠損するチャイニーズハムスター卵巣(CH O)!II胞系であり、これはtlrlaubおよびChasin、 1980 . Proc、Natl、Acad、Sci、 (LISA)77:4216に 記載されているようにして調製されそして増殖される。
選択した発現系および宿主に依存して、HIV gp120は、外因性または異 種のDNA構成物、例えば前述の発現ベクターにより形質転換された宿主細胞を 、HIV gρ120タンパク質が発現される条件下で増殖させることによって 生産される。次いで、[V gp120を宿主細胞から分離し、そして精製する 0発現系がHIV gp120遺伝子を増殖培地中に分泌する場合、前述したよ うに無細胞培地からタンパク質を直接精製することができる。適当な増殖条件お よび初期の粗製物回収法の選択は、当業者の技量の範囲内である。
HIV gp120のコード配列がいったん調製または単離されれば、それを任 意の適当なベクターの中にクローニングし、これにより旧Vgp120遺伝子コ ード配列を含有しない細胞を実質的に含まない(例えば、他のライブラリークロ ーンを含まない)細胞の組成物中で維持することができる。多数のクローニング ベクターが当業者に既知である。クローニング用の組換えDNAベクターおよび それらが形質転換することができる宿主細胞としては、種々のバクテリオファー ジスベクター(E、 コリ) 、pBR322(E、 コリ) 、pAcYc1 77 (E。
] IJ ) 、pKT230 (ゲノム陰性菌) 、pGV1106 (ゲノ ム陰性菌) 、pLAFRI (ゲノム陰性菌) 、pME290 (非E、I I7グラム陰性菌) 、pi(V149BD9 (バシラス) 、pIJ61  (ストレプトマイセス(鉦胆旦」匹弦)〕、pUc6 (ストレプトマイセス) 、アクチノファージ、fc31 (ストレプトマイセス) 、YIpS (サツ カロミセス) 、YCp19(サツカロミセス)、およびラン乳頭腫ウィルス( 哺乳動物細胞)が挙げられる。一般に、1)NA Cloning:Vol、I &II、前掲; T、Maniatisら、前掲; B、Perbal、前掲を 参照のこと。
開裂部位の挿入のための部位特異的突然変異誘発(必要な時)は、所望の突然変 異を示す限定されたミスマツチ以外は、突然変異誘発しようとする一本鎖ファー ジDNAに相補的である合成オリゴヌクレオチドからなるプライマーを使って行 われる。簡単に述べると、合成オリゴヌクレオチドをプライマーとして使用して ファージに相補的な鎖の合成を指令し、そして生した二本鎖DNAをファージ保 持宿主細菌中に形質転換せしめる。形質転換された細菌の培養物をトップアガー 中に塗抹し、ファージを収容する単一細胞からのプラーク形成を可能にする。
理論的には、新しいプラークの50%は、−末鎖として、変異形態を有するファ ージを含むであろう;50%はもとの配列を有するであろう。得られたプラーク を、正確な合致のハイブリダイゼーションを可能にするが、もとの鎖との不一致 がハイブリダイゼーションを防ぐのに十分である温度で、リン酸化された合成プ ライマーとハイブリダイズせしめる0次いで、プローブとハイブリダイズするプ ラークを取り上げ、培養し、そしてDNAを回収する。
タンパク質の中への非天然アミノ酸の部位特異的組り込みのための一般的方法は 、Christopher J、Noren、5pencer J、Antho ny−Cahill。
Michael C,Griffith、Peter G、5chultz ( 1989年4月)、 5cience、244巻、182−188頁に記載され ている。この方法を使用して、非天然アミノ酸をもつ類似体をつくることができ る。
本発明の精製方法は、哺乳動物細胞の増殖に典型的に使用される、ウシ胎児血清 を含有する細胞培地上で実施することができるけれども、比較的少量のFe2を 含有する細胞培地を使用することが好ましい。例えば、gp120遺伝子を含有 するプラスミド構成物によりトランスフェクトされたCO3細胞をgp120  fiとして使用することができる。このようなgp120を一時的に発現する細 胞は、抗生物質、ピルビン酸ナトリウム、グルタミンおよび1%(通常の5〜6 %の代わりに)のウシ胎児血清を含有するかまたは含有しないダルヘノコ改良必 須培地(DMEM)中で増殖させることができる。トランスフェクンヨン後様々 な時間間隔からプールした細胞培地を本発明の精製方法にかけることができる。
gp120の発現のために本発明者らが実験的に使用した発現糸は、1987年 12月24日出願の米国特許出願第138.894号(その開示をここに引用に よって加える)に詳しく記載されている。使用した特定のベクターはpcMV6 a120−5F2 (米国特許出願第138,894号ではpCMV6ARV1 20tpaと呼ばれている)およびAd−dhfrと表示する。それらのベクタ ーを使用してCHO細胞系をトランスフェクトせしめ、CHO−A−6a120 −145−0.1−22と命名されたgp120生産者を得た。他の技術により 調製される他のgp120産生物を上回る利点は、この細胞系の使用において認 められない。
粗製形態のgp120の産生に使用される、特定の方法、細胞系、または遺伝単 離物は任意の他の技術よりも好ましいと思われないことを認識すべきである0本 発明の精製技術は、全長のグリコジル化された非融合gp120を含有する任意 の源から、コンホメーション保持されたap120を生産するであろうことが期 待される。下の実施例の項目におけるgp120生産に関する特定の実施例は、 多くの場合便宜のためにのみなされた決定から生ずる。特定の遺伝物質、細胞系 、増殖条件などは、発明者らに最も良く知られておりかつ容易に入手可能である ものから選択され、そして本発明者らは特定の文献に記載されているかまたは後 で開発される任意のgp120源を本発明の精製方法の実施において等しく良好 に使用できると思う。
gp120/CD4結合の標準物として使用されるCD4ペプチド源gp120 組成物が本明細書に記載の結合特性を有するかどうかを試験するために有用であ るCD4分子は、天然源からの分離を包含する種々の方法で、および遺伝子操作 の技術により調製することができる。 gp120分子に結合することができる 可溶性ヒトCD4断片は、PCT出願第8903222号(1989年4月20 日公開および1988年10月5日出@)に記載されている。 gp120結合 を示す修飾されたCD4分子は、PCT出瀬第8902922号(1989年4 月6日公開および1988年10月3日出願)に記載されている。下の実施例に おいて使用するCD4の調製において源として使用する細胞系に類似したCD4 分泌細胞系は、ERCバイオサービス・コーポレーシテン(BioServic e CorporatiOn)、米国メリーランド州20850ロックビル、ロ フトランドレーン649Aから入手することができ、そしてAIDS Re5e arch andReference Reagent Program Ca talogue 、 1990年1月版、[1,S、D、)I。
H,S、のNationa] In5titutes of Health発行 に、細胞系CHOST4.2として記載されている。CD4の他の源および精製 技術は、例えば、Sm1th ら、5cience(1987)238:170 4−1707;La5kyら、皿(1987)50:975−985;Madd on ら、Ce1l(1985)42:93−104;およびLi tto+a nら、Nature(1987)325:453−455に記載されている。細 胞培地からのCD4の精製は、典型的には、固体支持体、例えばセファロース4 BにカップリングしたコンカナバリンAへのCD4 (および他の炭水化物含有 分子)の結合に次いでイオン交換クロマトグラフィーを包含する。CD4分子特 異的なモノクローナル抗体を使用するアフィニティークロマトグラフィーによる 更なる精製を所望により実施することができる。gp120とは異なり、CD4 を精製するのにアフィニティークロマトグラフィーを使用する際に問題は全くな い。
本発明のgp120の用途 本発明のコンホメーション保持されたgp120の重要な用途の1つはワクチン としてであるが、多数の他の利用法もまた存在する。例えば、コンホメーション 保持されたgp120は、CD4分子に対するgp120分子上の結合部位がぴ ったり合う抗】d抗体の調製においてとくに有用である。他の用途としては、旧 V−tウィルス粒子の存在についての競争結合アッセイにおける標準物とルでの 用途が挙げられる。事実、本発明のgp120 Wタンパク質は、従来入手可能 なgp120分子が使用されている任意の方法において使用することができるが 、それがウィルス粒子中に天然に見いだされる形態のap120とより近似して いるだろう。
本発明のgp12Ot&構成物1つの明らかな有用性は、HIVポリペプチドに 対する抗HIV抗体、特に抗gp120抗体およびウィルスgp120について のイムノアッセイにおける有用性である。イムノアッセイの設計はこの分野にお いてかなりの変形を受ける。従って次の説明は単に例示であり、限定的ではない 、しかしながら、一般的には、米国特許第4,743,678号、米国特許第4 ,661,445号および米国特許第4,753,873号並びにEPO公開第 181,150号およびEPO公開第216.191号を参照のこと。
ウィルスgp120についてのイムノアッセイは、例えば、ウィルスのエピトー プに対して向けられたモノクローナル抗体、ウィルスgp120のエピトープに 対して向けられたモノクローナル抗体の組み合わせ、ウィルスap120のエピ トープに対して向けられたポリクローナル抗体、またはモノクローナル抗体とポ リクローナル抗体との組み合わせを使用することができる。
イムノアッセイのプロトコルは、例えば、組成、直接反応、またはサンドイッチ 型アッセイに基づくことができる。プロトコルはまた、例えば、不均一であって 固体の支持体を使用することができ、あるいは均一であって溶液中の免疫反応を 伴うことができる。大部分のアッセイは標識された抗体またはポリペプチドの使 用を伴った。
標識は、例えば、蛍光性、化学発光性、放射性、または染色性の分子であること ができる。プローブからのシグナルを増幅するアッセイも知られている。そのよ うなアッセイの例は、ビオチンとアビジンを利用するもの、並びに酵素!!識お よび酵素媒介イムノアッセイ、例えばEiSAアッセイである。
典型的には、抗HIV抗体のイムノアッセイは、試験試料、例えば生物学的試料 を選択およびtlit製し、次いでそれを本発明のgp120組成物と共に、抗 原−抗体複合体の形成を可能にする条件下でインキュベートすることを包含する であろう。そのような条件は当業者で公知である。例えば、不均一形式では、g p120を固体支持体に結合させ、インキュベーション後の試料とポリペプチド との分離を促進する。使用できる固体支持体の例としては、膜またはマイクロタ イターウェルの形態のニトロセルロース、シートまたはマイクロタイターウェル の形態のポリ塩化ビニル、ビーズまたはマイクロタイタープレートの形態のポリ スチレンラテンジス、Im+wobulon”として知られているポリフッ化ビ ニリデン、ジアゾ化紙、ナイロン膜、活性ビーズ、およびプロティンAビーズが 挙げられる。最も好ましくは、グイナテック社のImmulon” 1マイクロ タイタープレートまたはPrecision Plastic Ba11により 仕上げられた0、25インチのポリスチレンビーズである5pecが不均一形式 において使われる。典型的には、固体支持体を試験試料から分離後に洗浄する。
他方、均一形式では、試験試料を溶液中でgp120抗原と共に、当業界で知ら れているように、形成される抗原−抗体複合体を沈澱させるような条件下でイン キュベートする。次いで、沈澱した複合体を例えば遠心により試験試料から分離 する。次いで、抗HIV抗体を含む複合体を任意の数の技術により検出する。形 式に依存して、複合体は標識した抗異種間rgで検出することができ、あるいは 、競合形式を使用する場合には、結合した標識競合抗体量を測定することにより 検出することができる。
ウィルスgp120ポリペプチドが分析物であるイムノアッセイでは、試験試料 、典型的には生物学試料を、抗原−抗体複合体の形成を可能にする条件下で、抗 gp120抗体と共にインキュベートする0種々の形式、例えば「サンドイッチ 」アンセイを使用することができる。
このサンドインチアンセイでは、固体支持体に結合させた抗体を試験試料と共に インキュベートし、洗浄し、該分析物に対する第2の標識抗体と共にインキュー トし、そして支持体を再び洗浄する。第2抗体が支持体に結合するかどうかを決 定することによって分析物を検出する。競争形式では通常(不均一または均一で あることができる)、試験試料を抗体および標識競争抗原と共に、順次または同 時にインキュベートする。
ワクチンにおいて使用するとき、本発明のap1201!タンパク質は、しばし ば「サブユニット」ワクチンと呼ばれる。なぜなら、gp120はHIVウィル スのサブユニットであるからである。それ自体、本発明のgρ1201!タンパ ク質は生産の安全性およびコストの点から従来のワクチンを上回る有意な利点を 有する;しかしながら、サブユニットワクチンは全ウィルスワクチンより免疫原 性がしばしば低く、そして病気の予防においてそれらの完全な効力に到達するた めに、有意な免疫刺激能力をもつアジュバントが必要であると予想される。
しかしながら、今日までに試験した全アジュバントが、本発明のコンホメーシコ ン保持されたgpizoと共に使用すると、多種単離物中和抗体の形成を誘発す る能力を示すので、特定のアジュバントは本発明のより広い面の部分を構成しな い。しかしながら、ある種のアジュバントは、それら自身のもつ有利な性質のた めに好ましい。
現在、米国においてヒトへの使用が認可されている唯一のアジュバントはアルミ ニウム塩(明雰)である、それらのアジュバントは、B型肝炎、ジフテリア、ポ リオ、狂犬病およびインフルエンザを包含する幾つかのワクチンに有用である。
完全フロイントアジュハンI−(CFA)は、実験的基準において多数の抗原と ともに好結果に使用されている強力な免疫刺激剤である。CFAは、鉱油、乳化 剤、例えばAr1acel A 、および死ミコバクテリア、例えば、ヒト型結 核菌(h並匝旦肛…m tu匡匹虱匹鎚)から構成されている。水性抗原溶液を これらの成分と混合して油中水型乳剤をつくる。しかしながら、CFAは深刻な 副作用、例えば痛み、膿瘍形成および熱を引き起こし、このためヒトまたは獣医 学用ワクチンにおいてその使用が妨げられる。副作用は主としてCFAのミコバ クテリア成分に対する患者の反応のためである。
不完全フロイドアジュバント(IFA)は細菌成分をもたないCFAに類似する 。米国では使用が認可されていないが、IFAは他国で幾つかの型のワクチンに 利用されている。IFAはヒトのインフルエンザおよびポリオワクチンで、並び に幾つかの動物ワクチン、例えば、狂犬病、イヌのジステンパーおよび口蹄疫ワ クチンで好結果に使用されている。IFA中に使用される油および乳化剤は共に マウスにおいて腫瘍を引き起こすことが実験から明らかになり、ヒトへの使用に は代替アジュバントが良い選択であることを指摘している。
ムラミルジペプチド(MDP)は、CFAを使って観察されるアジュバント活性 を発生する、ミコバクテリアの細胞壁複合体の最小単位を表す[Ellouzら (1984)Biochem、Bio h s、Res、coms+、、59: 1317を参照のこと]。MDPの多数の合成類似体が作製されており、これら は広範囲のアジュバント効力および副作用を示す[Chedidら(1978) 紅互A旦肛■、 25 : 63に概説されている〕、ワクチンアジュバントと して特に有用であるだろう3つの類似体は、MDPのスレオニル誘導体(+3y ars ら(1987)Vaccine、5:223参照)、MDPのn−ブチ ル誘導体(Chedidら(1982)Infect、and Imnun、、 35:417参照〕、およびムラミルトリペプチドの親油性誘導体(Gisle rら(1981) Inmun。
ounds+ Y、ヤマムラおよびS、コタニ編、Excerpta Medi ca、アムステルダム、 p、167参照〕である。これらの化合物は、体液性 および細胞性免疫を効果的に刺激し、そして低レベルの毒性を示す。
MDPの1つの有望な親油性誘導体は、N−アセチルムラミル−L−アラニル− D−イソグルタミル−L−アラニン−2(1,2−ジパルミトイル−5n−グリ セロ−3−(ヒドロキシホスホリルオキシ)〕エチルアミド(MTP−PE)で ある、このムラミルペプチドは該分子の疎水性部分と脂性環境との会合を可能に するリン脂質テールを有する一方、ムラミルペプチド部分は水性環境と会合する 。
よって、MTP−PEそれ自体は、安定な水中油型乳剤を生成する乳化剤として 作用することができる。
マウスにおける実験では、MTP−PEは単純ヘルペス(初]μL江旺lex  )ウィルスgl)抗原に対する抗)ISV gD抗体価を刺激するアジュバント として有効であることが示されており、そしてMTP−PEおよびgDが水溶液 よりむしろ油(IFA)中で供給された場合、その効力が大幅に改良された。I FAはヒトへの使用が許可されないので、MTP−PEおよび抗原のための他の 油供給系が研究されている。4%スクアレン、0.008ズTween80およ びH5VgDの乳剤は、モルモットにおいて非常にすぐれた結果を与えた。この 製荊MTP−PE−LO(低油分)を皮下注射針に通過させて乳化すると非常に 不安定であった。それにもかかわらず、MTP−PE−LOはモルモットにおい て高い抗体価、および免疫処置モルモットのI(SVチャレンジにおいて優れた 保護を与えた〔5anchez−Pescadorら(1988)J、1m*u nolo 、 141:1720−1727およびTechnolo 1cal  Advances in Vaccine [1evelo went(19 8B)Laskyら編、Alan R,Li5s、Inc、+p、445−46 9を参照のこと〕、 l’1TP−PE−LO製荊は、モルモットにおいて酵母 生産旧Vエンベロープタンパク質に対する免疫反応を刺激するのにも有効であっ た。ELISA抗体価およびウィルス中和抗体価の両者が、MTP−PE製剤で 高レベルに刺激された。しかしながら、同製剤を大型の動物、例えばヤギおよび ヒトにおいて試験すると、この組成物はそれほど有効でなかった。それにもかか わらず、この系はgp120抗原と共に使用される有効なアジュバントを意味す る。
代謝可能な油と乳化剤を含んで成り、油および乳化剤が油滴を有する水中型乳剤 の形態で存在し、実質的に全ての油滴が1ミクロンより小さい直径を有するアジ ュバント組成物は、ワクチンの効能を増加するための有効なアジュバント組成物 であることが実験から実証された。このようなアジュバント組成物は、油滴が有 意に大きい油および乳化剤を含有するアジュバント組成物よりも驚くほど優れて いるアジュバント組成物であることが研究から示された。これらの優れたアジュ バント組成物は別の特許出@EPOO399843号刊什物の主題であり、その 開示をここに引用によって加える。
アジュバント製剤は、一般にアジュバントとgp120抗原とを混合する前に前 述の成分から調製される。gp120抗原は、動物の組織に接近すると、特異的 抗体の形成を刺激し、そして生体内または試験管内でこのような抗体と特異的に 反応する。そのうえ、抗原はその抗原のためのレセプターをもつT−リンパ球の 増殖を刺激し、そしてリンパ球と反応して細胞性免疫と呼ばれる応答の系列を開 始することができる。
本発明のワクチン製剤は有効量のgp120抗原を使用するであろう。
すなわち、アジュバントと組み合わせると、被検体に特異的で且つ十分な免疫応 答を生しさせ、旧Vウィルスへのその後の暴露からの被検体の保護を付与するで あろう量の抗原を含む。
1つの好ましいアジュバント製剤は、MF−59と称し、0.40μg/dのM TP−PEを含有するMTP−PE溶液中の0.5χTween−80,0,5 χ5pan、S、OZスクアレンからなる。この乳剤酸物を微流動化装置(Mi crofluidizer)に10,0OOpsiで0°Cにおいて10回通過 させる。生じた物質を0.2ミクロンのフィルターに通過させ、4℃においてア ルゴン雰囲気下で貯蔵する。
ワクチンとして使用できる各gp120製剤について特別の手引を提供するよう な単一投与量を指定することはできない。抗原のを動量はその固をの活性および 純度の関数であり、単離物毎に変化するであろう。ワクチン製剤の成分の初期比 率についての手引は実施例の項目から得られ、この実施例の項目は中和抗体の刺 激に有効であることが証明された種々の製剤を示す、これらの比率は、当業者に おいて公知であるように、天然のコンホメーション保持されたgp120の個々 の調製物について調整されるであろう。
本発明のワクチン組成物はHIV−1感染の予防に有用である。HIV−1に苦 しむことがある全ての動物はこの方法で処置することができるが、本発明は、も ちろん特にヒトへの本発明のワクチンの予防的および治療的利用に向けられる。
しばしば、所望の予防または治療効果を引き起こすのに複数の投与が要求される ;正確なプロトコル(投与量および頻度)は標準臨床的手順により確立すること ができる。ワクチン組成物は、ワクチンを動物中に導入する任意の常法、通常は 注射により投与される。経口投与のために、ワクチン組成物は他のタンパク様物 質、例えばインスリンの経口投与に使われるものと同様な形式で投与することが できる。前述したように、予防および治療に使用する正確な量および製剤は、抗 原の固有の純度および活性、追加の成分または担体、投与方法などの状況に応じ て変化することがある。非限定的例示により、投与されるワクチンの用量は、典 型的にはgp120抗原に関して、約0.1■/投与の最小量、より典型的には 約1■/投与の最小量、およびしばしば約10■/投与の最小量であろう、最大 量は典型的には重要でない。しかしながら、通常、用量は約10■/投与以下、 典型的には500■/投与以下、しばしば250I1g/投与以下であろう。こ れらの用量は、該用量を担持するのに十分な容量の任意の適当な医薬賦形剤また は担体の中に懸濁させることができる。一般に、最終容量は、担体、アジュバン トなどを包含して、少なくとも0.1yd、典型的には少なくとも約0.2iで あろう。上限は実際に投与すべき量により左右され、一般に約0.5i〜約1. ON1以下である。
上記から、本発明は、動物におけるHIV−1感染の予防のための本発明のワク チン組成物の使用方法、およびIIIV−1に既に感染した動物の治療的処1の ための本発明のワクチン組成物の使用方法を包含する。動物は、哺乳動物、例え ば霊長類、例えばチンパンジー、ヒトおよびヒトを包含する。
本発明をここで全体的に説明したが、本発明は次の詳細な実施例を参照すること によってより良く理解されるであろう、これらの実施例は例示のみを目的とし、 そして特記しない限り、本発明を限定するものと見なすべきでない。
2五班上 哺乳動物細胞中での旧V gp120の突然変異誘発および発現111V−5F 2のgp160をコードするエンベロープ遺伝子を、gp120天然gp41プ ロセシング部位のArg509の後ろに停止コドンを導入することによって、g p120配列の発現のために操作した。この遺伝子の5′末端を修飾して、G1 u31をコードする配列の5′側にNheI制限エンドヌクレアーゼ部位を挿入 し、こうして天然のシグナル配列を他のシグナル配列で置換して、哺乳動物細胞 からの改良された分泌について試験することができるようにした。哺乳動物細胞 中で分泌塘タンパク質としてap120を生産するために、HIVシグナル配列 および5′非翻訳配列を、tPAシグナルDNAの3′末端付近にNhe1部位 を配置してAla Serをコードするように突然変異誘発したヒ)1−PAの ものと置き換えた。得られた遺伝子構成物を1系列のプロモーターに融合せしめ た。CO3−7細胞中へ発現ベクターをトランスフェクションせしめそして分泌 されたgp120のレベルをヤギ捕捉ELISA(下に記載する)およびウェス タンプロットにより比較した後、gp120の一時的発現を評価した。発現の最 高レベルは、CMV IE−1プロモーターを使った時に見られ、SV40の初 期プロモーターを使った時より少なくとも50倍高かった。永久細胞系の作製の ために、発現プラスミドpCMV6aSF2−120 (第1図)を叱発現プラ スミドと共に、CHOdhfr−細胞(dg44 ;下記参照)中へリン酸カル シウム共沈法により同時トランスフェクトせしめた。
生じた細胞系を、クローンをgp120ヤギ−捕捉ELISAでスクリーニング することによって特徴づけた。最大発現細胞系をプール中のメトトレキセートの 中で増幅させた。クローンを0.1−iレベルで単離した。標準として精製タン パク質を使用して、細胞系はTフラスコレベルにおいて5■/リツトルの範囲で gp120を分泌することが示された。
gp120遺伝子の発現に使用した細胞は、本来、チロン・コーポレーションの Leslie Ra1l博士から1985年9月にほぼ100継代において入手 した。これらの細胞は、ニューヨークのコロンビア大学Ga1lUrlaub博 士およびLawrence Chasin博士により最初に単離され、そしてI Jrlaubら、Ce11(1983)33:45に記載されている。これらの 細胞をDG44を命名した。それらは、二重欠失によりジヒドロ葉酸レダクター ゼ欠損(dhfr−)にしたチャイニーズハムスター卵巣(CHO)K−1細胞 から誘導した。
CHOdhfr−細胞を次の培地中で連続培養した:10%透析済ウシ胎つ血清 、200■/dのストレプトマイシンが補足されたHams F−12培地。こ の培地および血清はカリフォルニア州すンフランシスコのカリフォルニア大学、 サンフランシスコ・セルカルチャー・フプシリティ(San Francisc o Ce1l Cu1ture Facility)(Sig■a Chemi cal Co、ミズーリ州セントルイス)により供給された。
細胞は週2回T−75フラスコ中で1:10分割で継代培養することによって維 持した。
貯蔵のために、細胞のアリコートをウシ胎児血清(Fe2)、10%ジメチルス ルホキシド(DMS○)の中で凍結し、そして液体窒素の気相中で一80RCに おいて貯蔵した。この目的で、T−75フラスコの細胞を集密まで増殖させた( 約10?細胞/T−75フラスコ)、iB胞をトリプシン処理し、遠心し、そし て水冷FC5中lO%DMSOに約5X10”細胞/dの濃度で再懸濁した。1 iアリコートを凍結保存用バイアルに移した。細胞を必要とするとき、アリコー トを37RC水浴中で解凍し、そして連続培養および継代のために細胞をT−7 5中に接種した。
HIV−1エンベロープ関連抗原を検出するため上述のように使う2つのアッセ イを次の方法で実施した0両アッセイには、精製されたCHO由来gp120を 標準として、200ng/M11〜0. 195nm/dの倍々希釈で使用した 。
(a)ヤギ ELISA:このアッセイのための捕捉試薬は、下に記載する精製 env−2−3(SF2) ()IIV−3F2ウイルス単離吻のgp120の アミノ酸配列に相当する酵母中で生産された非グリコジル化ポリペプチド)で高 度免疫処置したヤギからのプロティンA−セファロース−アフィニティー精製免 疫グロブリンであった。捕捉された抗原の検出に使用した試薬は、同一抗原に対 してウサギ中で惹起せしめたポリクローナル抗血清であった。プレートを5■/ I11のenv−2−3(SF2)に対するヤギ免疫グロブリンでコーティング し、ウィルス溶解物または哺乳動物由来gpL20抗原の希釈液とインキュベー トし、次いで補足された抗原を1/100に希釈したenv−2−3(SF2) に対するウサギポリクローナル抗血清、次いで接合体およびABTS基質により 検出した。
(b)ヒト ELrSA:このアッセイは前述の「ヤギ捕捉ELISA、と同一 であるが、ただし捕捉試薬はIIIV−,1血清陽性血液提供者から入手したヒ ト血清からのプロティンA−セファロース−精製免疫グロブリンであった。
11鍔l 細胞の生産 実施例1に記載のように得られた1つの細胞系、Cl0−A−6a120−14 5−0.1−22を、回転瓶中での低血清および無メトトレキセート培地中での 生産のために選択した0回転瓶培養物(850cd )を確立し、そして6%ウ シ胎児血清(Fe2)が補足された培地(ダルベツコ改良イーグル培地およびハ ムF−12,1: 1)中で集密まで増殖させた。生産のために、補足物を1% FC3および0.03%HB−CHO(Hana Biologies、カリフ ォルニア州)に切り替えた。順化培地(200d)を24〜48毎に集め、2〜 8℃で貯蔵し、プールし、そして0.45ミクロンのカプセルフィルター(Ge l■an)を通して濾過することによって清浄した。細胞は2回の生産実験の各 々において2力月以上維持され、gp120の生産の明白な低下はなかった0発 現レベルは5〜20mg/41!であった。
スm 精製 (1)1互。実施例2からの細胞培養上清(40リツトル)の濃縮は、行きどま り濾過(0,45ミクロンのカプセルフィルター、Gelman)および30に カットオフの中空繊維限外濾過器(AGTechnology 1tlFP−3 0−C−6;6ft”および0.5 msの繊維内径)を使用し容量形ポンプ( Waukesha #18)により駆動される交差流限外濾過を使用して実施し た。透過速度は、はぼ12す7)ル/分の再循環速度および26psiの圧力に おいてほぼ150d/分であった。保持液容量が1〜2リツトルに到達するまで 濾過を続けた。
濾過工程は低温室内で2〜8°Cにおいて実施した。限外濾過濃縮物は褐色の透 明な液体であった。
(2)DEAEクロマトグラフィー、DEAEセファデックスAジス0 (Ph armacia)を詰めたイオン交換カラム(直径11 、 4CIIX 15 C11)を緩衝液(0,02M Tris−CI、pH8゜0、O,LM’ N aC目中平衝化し、次いで35Wl/分の流速で室温においてfA縮物をカラム に適用した。限外濾過′a縮物を2リツトルの体積にし、そして塩化ナトリウム (4M原溶液〕の添加により1.4■Sの伝導度にした。生M物を含有する未吸 着の画分を25d画分でl5co Foxy”フラクションコレクターにより集 めた。血清アルブミン、他のタンパク質および褐色物質の大半ばカラムに結合し 、そしてLM NaC1の段階的勾配で溶出された。これらの百分は少ないが、 可変量の生産物を含有した;結合画分からの生産物の回収は試みなかった。DE AEセファデックスAジス0樹脂を各使用後廃棄した。素通り画分はELISA アンセイにより大半の生産物を含有することが示された。この段階では、SDS ゲル上の拡散gp120ハンドを位置づけることは困難であった。
(3)フェニル ・ クロマトグラフィー、DEAE画分を、固体の硫酸アンモ ニウムの添加により、硫酸アンモニウム中40%飽和にした。よく混合した後、 少量の沈澱物を遠心により除去した。TSKフェニル−5PW HICカラム( 直径5,5cwX20C11)を少なくとも2容積の水でGllson分取用H PLCにより洗浄した0次いで、カラムを2以上の容積の緩衝液A(0,02M 酢酸ナトリウム、p)15.0.40%飽和g酸アンモニウム)で平衡化した。
カラムの平衡は流出液の伝導度測定により確かめた。
硫酸アンモニウムの添加後の上清両分をポンプAを通して30d/分で供給する ことによってカラムに適用し、次いでカラムをヘースラインが安定化するまで( 通常約15〜20分)緩衝液Aで洗浄した。勾配をかけて40分間に渡り0.0 2M酢酸ナトリウム、p)15゜0にして生産物を溶出させた。ODピークの下 の画分をSDSゲル電気泳動によりPharmaciaのPhast’システム を使ってアッセイし、生産物を位置決定した。この純度段階において、gpを次 の段階のクロマトグラフィーのためにプールした(第3A図参照)。
(d)エーテル 、 クロマトグーフィー、第2のHIC段階を、TSKエーテ ル−5PW HPLCカラム(直径5.5CIX20(3)上で、フェニルHI Cカラムについて使用したのと同一の手順に従い実施した。このカラムを少なく とも2カラム容積の水で洗浄し、次いで緩衝液A(40%飽和硫酸アンモニウム 、0゜02M酢酸ナトリウム、pH5,0)で平衡化した。フェニルカラムから の生産物プールを硫酸アンモニウムの添加により165S/C1lの伝導度にし 、次いで12. OOOrpmにおいて10分間遠心した。
この試料を負荷し、そして100%緩衝液Aから100%緩衝液Bまでの40分 間の勾配を使って前述したように溶離した。生産物を含有する両分(第3B図参 照)をPhast”系のSDSゲル電気泳動により位置決定し、次いでゲル濾過 クロマトグラフィーのためにプールした。エーテルカラムからのgp120ピー クは主としてgp120であり、少量の低分子量汚染物を含んだ、これらの汚染 物はゲル濾過クロマトグラフィー(下)により分離された。
(5)ル ′クロマトグーフィー。エーテルHICi1分を限外濾過膜(Ami con YM−30)で濃縮して、0.6の吸光係数=1■/dと仮定してA− 280により測定した時はぼ10■/dのタンパク質濃度にし、次いで少なくと も5容の0.1Mリン酸ナトリウム、pH6,9に対して透析した。試料をゲル 濾過カラム(Superdex” 200.Pharmac ia、直径1.  6CIIX60C11)にカラム容積の4%以下の量で10■/d以下の総タン パク質濃度で適用し、そして0.1Mリン酸ナトリウム、pH6,9で溶出させ た。IWlの両分を集め、SDSゲル電気泳動にかけ、クーマシー・ブリリアン ト・ブルーR350によりPha s を系で染色し、そしてデュポンCF−4 5Qカラム上でのゲル濾過)IPLC(展開緩衝液:0.2Mリン酸ナトリウム 、pH6,7、laf/分)にかけて2量体を含有する百分を探し、次いでプー ルした。 gp120ピークのリーディング端は純粋なgp120を含有したが 、テーリング端をゲル濾過カラム上で再クロマトグラフィーにかけた。生産物の プールをAm1con YM−30膜で濃縮し、5容のI留水に対して透析濾過 し、そして10ミクロンより低い圧力において少なくとも2日間凍結乾燥した。
(6)罹l猪栗且叉封。表1は、40リツトルの細胞培養上清を使って出発した 典型的な精製の結果を要約する。これらのデータが示すように、250倍の精製 が20〜25%の収率で達成される。
生産物はSDSゲルにおいてH120KDで移動する幅広のバンドとして現れた 。デンシトメトリーは、染色強度の80〜90%がgp120のバンドに存在す ることを明らかにした。多分これは、ap120結合の染色が弱いので、この調 製物の純度の最小評価値を表す。
BSAと比較してほぼ7/1のクーマシーブリリアントブルーがタンパク質1■ 当りに結合した。ゲルのバンドの出現は、試料を2−メルカプトエタノールまた はジチオスレイトールで前処理することによって変更せず、タンパク質は内部で 切断しないことが示された。
高温における逆相HPLC分析は、また、産生物の純度が90%を越えることを 示唆した。
l土 S F 2 rgp120精製表 段W−’JJLLヱ乙Li ■蛙匹 ■1、培養上清 40.OL 55. g  210.1mg0.4%2、UP濃縮物 3.76 44.9 180 0. 43、DEAE 4.75 8.55 140 1.64、フェニルllIc  O,7240,996150155、エーテルllIc O,2600,354 110316、ゲル濾過 0.020 0.053 48 901隻勇土 (1) 5F−2rp120とウィルス 120 との 虻、精製gp120を SDSポリアクリルアミドゲルの電気泳動にかけてサイズと純度を評価した。該 タンパク質は、糖タンパク質の幅広の染色バンド特性をもつ120にタンパク質 の予測位置で移動した。この幅広のバンドは、他の単離物について記載されてい る、22個の推定N−結合グリコシル化部位において予想される炭水化物不均一 性と一致する。m換えgρ120をウィルス粒子中に見いだされるものと比較す るために、HrV−SF2怒染HUT−78細胞の溶解物を調製し、そして旧V 陽性ヒトおよびgp120特異的動物血清を使用するウェスタンプロットにより 検査した。観察されるパターンは保存されたコンホメーシヨンと一致した。
(2)q帽yμLr1t定。アミノ末端のアミノ酸配列を自動エドマン分解によ り決定した。観察された配列および推定された配列は次の通りであった: 観察された配列 EKLWVTVYYGVPVWK、、。
推定された配列 TEKLWVTVYYGVPVWK、 、。
この配列は、異種シグナルがシグナルペプチドにより該シグナルのセリンの後で 正しくプロセシングされ、そしてタンパク質がいずれの追加のアミノ酸にも融合 しないことを示す、この配列はHTLV111B11離物からのウィルスgp1 20上に見いだされるN末端スレオニンを欠< (Robyら、PNAS(19 86)83ニア023−7027) 、 N末端アミノ酸配列は、この単離物の DNA配列から推定されるHIV−3F2工ンベロープ配列と、少なくとも最初 の15アミノ酸について合致する。
(3)ヱlム鼠皿五。実施例3に記載のように精製したgp12Qの5つのロッ トにおいてアミノ酸分析を実施した。それらの値の平均は、DNA配列から予想 される組成と、1le(観察値33.5対予想値39)およびset (観察値 32.7対予想値24)を除く全てのアミノ酸について実験誤差の範囲内で一致 した。s e t 4K ハ50ノド内で変動性であり、そしてこれは多分セリ ンに冨んだ汚染物を意味する。
(4)未゛ ゲル2気゛動およびI E F、 gp120の電荷不均質性は、 等電点電気泳動及び未変性ゲル電気泳動において明白であった。
等電点電気泳動は、エンベロープpH5〜7内で複数のハンドの存在を明らかに した。このタンパク質は未変性ポリアクリルアミドゲルでは単一の幅広のハンド として移動した。
(5)立ンに成」1旦」−しS工。組換えgp120の分子量はSDSの存在下 で120にであった。SDSの不存在下の分子量はゲル濾過HPLCにより測定 した。中イオン強度緩衝液中で中性pHでは、精製gρ120は単一の主ピーク として溶出され、保持容量はH130にの分子量に相当した。少量の2量体も存 在した;2量体の画分は溶液中で貯蔵すると合計gp120の10〜20に増加 した。2量体画分をゲル濾過段階において単離し、そして別々に分析した。この 両分は、還元剤の存在下でSDSゲル電気泳動により分析すると単量体として移 動したが、還元剤(2−メルカプトエタノールまたはジチオスレイトール)の不 存在下では2量体として移動したので、それは多分ジスルフィドド結合により結 合していた。2量体画分のアミノ酸組成は単量体画分のそれと区別できなかった 。2量体画分はまた、放射線免疫沈澱アッセイにより試験するとCD4を結合し た。 gp120ゲル濾過HPLCビークは、この分子量のタンパク質について 予想されるより広かった。 gp120について得られた余分のピーク幅は、炭 水化物成分の不均一性に帰することができる。存在する不純物に関してap12 0の分子量が高いことは、フェニルHIC段階後の精製アッセイとしてゲル濾過 HPLCの使用を可能にする。それは生産物のプールからap1202量体含有 画分を排除するためのゲル濾過段階におけるアッセイとして日常的に使われた。
(6)別虹詰丘、この実施例において使用するCD4は、外部頭載全体をコード する発現プラスミドによりトランスフェクトされたCHO$ill胞系から誘導 された組換えの可溶性CD4であった。結合標準として使用するCD4の生産に ついての詳細は実施例5に記載されている。結合実験はゲル濾過HPLCによる 放射線免疫沈澱により実施した。
(a) ・ ゛ の− ′、(例えば) gp120を生産する細胞の集密的単 層を、システィンとメチオニンを含まないダルヘノコ改良イーグル培地(c y  s −m e t−DME)中で標識した。100+Ci/mの各”S me tおよびcysを有する5jfのcys−met−DMEを各T75フラスコに 6〜8時間の間添加した。
標識された試料を収得し、遠心して細胞を除去し、そして使用するまで一80C で貯蔵した。沈澱を行う試料を1×溶解緩衝液〔0゜1M NaCl 、 0.  02M Tris pH?、5 、1量M EDTA、0.5%NP40.0 .5%デオキシコール酸塩、0.1%ウシ血清アルブミン(BSA) 、1mM フェニルメチルスルホニルフルオライド(PMSF)、17■/dのアプロチニ ン]に調整した。
試料を1/10容の正常ヤギ血清で4°Cにて30分間予備浄化し、次いでプロ ティンAセファロース(PAS)(1/2容の20%懸濁液)で4RCにて30 分間沈澱させた。高度免疫処置動物またはHIV陽性ヒト血清試料からの免疫グ ロブリンを、標準技術によりPASを使用してアフィニティー精製した。血清を 最良のシグナル/ノイズ比について滴定した;大部分の免疫グロブリン画分を5 〜10+ag/試料で使用した。免疫沈澱は4Cにおいて1〜12時間であ−っ だ。すべての試料を実験中同容量に調整した。PASをBSA不含有溶解緩衝液 で洗浄し、次いで0.12MTr i s pH7で洗浄し、そしてペレットを 1ランムリー試料緩衝液中で可溶化し、沸騰させ、そしてゲルに適用した。ゲル をEn’ Hancellで処理し、乾燥し、そして蛍光光度測定した。
(b) ・ ゛ によるCD4人。CD4を前述したように3SSでIllし、 そしてCD4の濃度を、CD4に対して惹起されたモノクローナル抗体およびポ リクローナルウサギ血清を使用する捕捉ELISAにより決定した。共沈実験の ために、CD4を増加する量で固定量のgp120 (1■)に添加して飽和量 を決定し、次いで抗gp120抗血清で共沈させた。この量のCD4をap12 0滴定実験に使用した。
標識したCD4を前述したように正常血清で予備浄化した。標識成分を予備浄化 した後、CD4およびgp120を40において1時間の間違合体形成せしめ、 次いで未標識の成分に対する抗体を4RCにおいて1時間の間添加した(Log /試料)、0KT4は0rth Diagnostiesから購入した。PAS を4RCにおいて1時間添加し、そして複合体を浄化し、前述したように電気泳 動用に調製した。
精製前および精製後のgp120は、等量の添加したgp120に対するバンド 強度が同等であることにより示されるように、このアッセイによるCD4への結 合において両方とも有効であった。酵母中で生産されたgp120の非グリコジ ル化類似体(env2−3;米国特許出願第138,894号、1987年12 月24日出@)は、このアッセイにおいてCD4に結合することができなかった 。5uperdex” 200カラムから単離されたgp120の2量体形は、 このアッセイにより同じ< CD4に結合した。結合の飽和はグラフで決定した 。1/2飽和レベルから、6. 9量MのKdが測定された。
(c)ゲル゛HPLCによるCD4 人、精製gp120および未標準のCD4 を、0.3Mリン酸カリウムpH6,8を含む6〇−中で混合した。混合後、試 料の一部分(45d)をデュポンCF−450ゲル濾過HPLC上に、ウォータ ーズWISP 712試料インジエクターを使って注入し、0.4Mリン酸カリ ウム、6.8中で1i/分の流速で展開した。光学濃度を2150−においてモ ニターし、そしてデータをウォーターズのMaxima820”クロマトグラフ ィーソフトウェアを使って記録した。
CD4およびgp120をゲル濾過HPLCカラムに別々に適用したとき、各成 分は予想される溶出時間のところで単一ピークを与えた(第4図参照;トレース AはCD4のみ、トレースBはgp120のみである)、成分をクロマトグラフ ィー前に一緒に混合したとき、160Kに相当する溶出時間に新しいピークが現 れ、そして120におよび40にのところのピークは減少した(第4図;トレー スC)。
この結果はCD4とgp120との間の1量1複合体の形成の直接的物証を提供 する。 CD4とgp120の比を変えてそして反応体の異なる濃度で追加の実 験を実施した。これらの実験の結果は、CD4の1分子とgp120の1分子と の間の高親和性複合体の存在を支持した。
大旌五呈 CHO細胞をAD−dhfrと可溶性組換えヒ)CD4 (完全な外部領域)を コードする発現プラスミドとを用いて同時トランスフェクトせしめた。発現ベク ターは、CD4をコードする配列(UC5Fのり、Littman博士から入手 した)をp CMV 6 a (gp120コード配列を欠<pcMV6a12 0 5F2)中にクローニングすることによって作製した。可溶性CD4を分泌 する細胞系を単離したCHOS74.2と表示する得られた細胞系は前述したよ うに一般に入手可能である。クローニングした遺伝子S74.2は、経膜境界ま での4つの細胞外領域に相当する380アミノ酸をコードする。このタンパク質 の精製工程は2つのカラムを必要とする。まず、CHO細胞の上清をS、セファ ロースカチオン交換カラム上に負荷し、そしてそれから溶出せしめた。1リンド ルのCHO上清を再蒸留水で15リツトルに希釈し、そして0.2xPBS/2 .5mM EDTA、pH7,O(伝導度3.6 o hm−’cm−’)中で 平衡化した300afの膨潤樹脂上に3.6リソトル/時の負荷速度で室温にお いて負荷した。二〇カラムを5001dの0.2XPBS/2゜5mM EDT Aおよび2001dのNaC10,2xPBS 12゜5mM EDTAで洗浄 した。1リツトルの2005M NaC110,2xPBS 12.5mM E DTAを用いて溶出を行った。
次いで、このS、セファロースカラムからの溶出液をモノクローナル抗体アフィ ニティーカラム上に流した。この精製に使用したモノクローナル抗体(25−1 0−F5.5CI 、以後25−1O−F5と呼ぶ)は、CD4の細胞外領域の アミノ末端半分(最初の2つの免疫クロプリン様ドメイン内)の中のコンホメー ションエピトープを認識する。同一領域内のエピトープに対する特異性をもつ他 の抗体も同しく有効であろう。このS、セファロース溶出液を濾過しく0.45 ミクロン)そして!+d/分またはそれより小さい流速でアフィニティーカラム 上に負荷した。負荷したカラムを蒸留水(25×樹脂容量)で洗浄し、そして5 量Mギ酸トリエチルアミンを用いて10d溶出緩衝液/4■ゲル樹脂で溶出せし めた。mAb溶出液のpHをIMTr i s (pH8,0)でpH7に調整 した。アフィニティーカラムから溶出された画分を透析し、そして濃縮した0表 1は精製手順の各段階における収率を示す。
種々の百分中の活性CD4のレベルは、補捉ELISAにより、補捉試薬として モノクローナル抗体25−1O−F5および検出試薬として精製ST4.2に対 して惹起されたウサギポリクローナル抗血清を使用して決定した。各カラムがら の画分および洗浄液を最初の上清および既知のCD4標準物と比較した。これに より、どれだけ多くの活性CD4が各段階において回収されたかを定量すること ができた。それはまた、精製の各段階後の純度の増加を評価することができた。
これは、ELISAにより決定した活性CD4の合計量(■)を、Pierce タンパク質微量アッセイにより決定したタンパク質の合計ミリグラム数と比較す ることによって行った。これらの技術を使用して、S、セファロースカラムにつ いての収率は76%であり、そしてアフィニティーカラムは74%であり、56 %の全体収率が得られた。S、セファロースカラムは、単独で31倍精製をもた らし、第1段階直後に93%CD4である溶液を与えることに注目すべきである 。アフィニティーカラムはS、セファロースカラム溶出液の純度を$質的に均質 にまで増加させた。
これらの最後の両分の純度を2つの方法で分析した。まず、タンパク質を12% SDSゲル上で展開し、そしてクーマシー・ブリリアント・ブルーで染色した。
この視的分析は、タンパク質が高度に精製されたことを示した;最終生成物の少 なくとも95%はCD4であった。アミノ酸分析をこのプロトコルに従い精製し たSr1.2試料において実施すると、この物質が高度に精製されたことが示さ れた。
精製S T 4 、 2 (7)gp120結合能力を、EL I SAおよび gp120 ;hラムの両者により分析した。Sr1.2はマイクロタイタープ レート上にコーティングすることができ、そしてgp120結合活性を保持する であろう。CD4の種々のロットのgp120結合を試験するために、マイクロ タイタープレートを各ロフトからの様々な濃度のCD4と共ニインキユベートし 、次いで一定濃度のgp120を全てのウェルに添加した。結合したgp120 を、gp120に対するウサギポリクローナル抗血清(Rb抗env2−3血清 )を使って検出した。プレート上にコーティングされたSr1.2の量が減少す るにつれて、力価決定される強いシグナルが見られた。gp120結合は、精製 ST4.2をgρ120のアフィニティーカラム上に流すことによって、2つの ロットについて評価した。各両分のC04含量は、前述のS74.2に対するポ リクローナルウサギ抗血清を使った種々の画分のイムノプロット分析により決定 した。これらの結果は、CD4免疫反応性物質の100%近くがカラム母材上の gp120に吸着され、そして特定のピークとして溶出されることを示した。
未変性および変性ST4,2をマイクロタイタープレート上にコーティングし、 そして種々のCD4特異的免疫試薬が該タンパク質の2形態を認識する能力を比 較した。精製S74.2で免疫処置することによって調製されたウサギポリクロ ーナル血清は、CD4の未変性および変性形態の両者を認識した;コンホメーシ ョンエピトープを認識することが知られている0KT4Aは、未変性CD4と明 瞭に反応したが、変性されているタンパク質とは反応しなかった。モノクローナ ル抗体25i0−F5は0KT4Aに類似した反応性パターンを示した。
精製ST4.2の調製物を一80°Cおよび4℃において貯蔵し、そして(1) 未変性および変性CD4の両者を認識するウサギポリクローナル抗血清との免疫 反応性、(2)未変性CD4とのみ反応する0KT4Aおよび25−1O−F5 による認識、並びに(3) ap12結合について周期的に試験した。0KT4 Aおよび25−1O−F5モノクローナル抗体並びにgp120により評価され た活性の有意な低下が4°Cでの貯蔵時に観察された。しかしながら、−80° Cで貯蔵した物質は完全な活性を保持した。さらに、精製ST4.2は反復して 凍結および解凍すると活性を損失することも認められた。
1旌汎旦 免疫処置実験を実施して、コンホメーションが保持される本発明のgp120  m放物を使った中和抗体の生産を、コンホメーションが変わることが知られてい る他のgp120分子のものと比較した。酵母中で調製され、変性されておりそ してグリコジル化されていないgp120類似体(env2−3)を比較抗原と して使用した0両者のgp120物質は同−遺伝子源であるIIIIV−ISF −2単履物から誘導した。抗体産生をヒヒにおいて表2に示す免疫処1スケジュ ールを使用して測定した。
特表平5−505616 (18) 免疫原は次の方法で調製した: (1)グループ1および2:1部の抗原(gp120またはenv2−3)を2 部の不完全フロインドアジュバント(ICFA)に添加し、注射器により混合し 、そして500 m/動物を注射した。
(2)グループ3および4:抗原/MTP−PRアジュバントのバイアルを室温 に加温し、1分間渦動撹拌し、そして500 m/動物を30分以内に注射した (必要に応じて再混合した)。
(3)グループ5および6:抗原/ミョウバンのバイアルを室温に加温し、1分 間渦動撹拌し、そしてSOOH1/動物を30分以内に注射した(必要に応じて 再混合した)。
免疫処置は実験の開始時並びに実験開始後4,8.12および20週ロー実施し た。血液試料を実験の開始時(採血前)および結果を報告する表(下)に示す時 間に採取した。
た動物は、全てのアジュバント群において相同単離物HIV−5F−2に対して 中和活性を示し、そして1つのアジュバント群(IFA−MTP)においてHI V−MNに対する中和を示す(7匹の動物のうちの3匹)。
この抗原で)ITV−1(TLシー111Bに対して検出可能な中和を示す動物 は1匹である。
対照的に、gp120で免疫処置した動物のすべてが、4回および5回の免疫処 置後、3つのアジュバント群全てにおいてHIV−3F2および旧V−?INに 対する中和活性を示す、8匹のgp120免疫処置動物のうちの6匹は、tll V−11TLB[TBに対しても有意な中和活性を有し、そして該動物は3つの アジュバント群全てからのものである。
若い成体(雄/雌)のヒヒ(Papio)を2つのアジュバントの1つの中に配 合した55■のgp120で免疫処置した:水酸化アルミニウム(ミョウバン、 0.8g/投与);または不完全フロインドアジユバント+250■のムラミル トリペプチド(IFA−MTP)、動物をほぼ4週毎に免疫処置し、そして血清 をエンベロープ特異的力価の損失についてモニターした。この標準における各動 物についての抗原特異的応答を要約するデータを表5および表6に記載する。エ ンベロープ特異的力価は各追加免疫後にピークとなり、次いで下降した。ミョウ バンおよびI FA−MTPの力価はほぼ10倍異なることに注目すべきである 。ベースライン力価は休止の6力月後に到達し、次いで動物を1月の間隔で再追 加免疫した。ウィルスの中和におけるエンベロープ抗体の有効性をを測定するた めに、血清を、試験管内中和アッセイにおいて、相同旧V−3F2および異種ウ ィルス単glI物の両者に対して試験した。血清は既知の高エンベロープウィル ス中和力価の時点、10週目(3回の免疫化後)、休止前23週目(5回の免疫 化後)、および休止後の追加免疫後57週目(6回の免疫化後)において試験し た。次の2つのウィルス中和(1988)、H,Gimsbergら編、Co1 d Spring Harbor Laboratory Press 。
p347−355に記載されている〕および感染性中心阻害アッセイ(Nara ら、AIDS Res、Hum、Retrov、(1987)3:238−30 2) 、表5に示すように、HIV−3F2およびHIV−Mnに対して有効な 中和抗体は、両者のアジュバント群において、3回の免疫処置後のみにおいて発 生し、そして力価はそれ以上の追加免疫後に維持されるか、あるいは増加した。
表6において、I(IV−B!ltlおよびIIIV−)ITLVIIIB特異 的中和抗体は5回および6回の免疫化後に再現的に観察された;6回の免疫処置 後、1(IV−ZR6に対する力価は観察されなかった。全体的に、相同SF2 および異種の中和力価は、ミョウバンの動物よりIFA−MTPにおいて高かっ た。
6回の免疫処置後最高に応答するgP120免疫処置ヒヒから集めた血清を、さ らに、追加の単離物HIV−3F2 、)IIV−?IN、 HIV−RF、  HIV−CG、111V−ZR6およびIIIV−NDKを中和する能力につい て試験した(表7a)。
HIV−SF2中和力価はp24gag阻害アッセイにより決定したが、+(I V−MN中和はNaraらの感染中心プロトコルによりアッセイしたことに注意 すべきである。こうして、これらの2つの単離物の中和における顕著な差は、一 部分、使用した2つの異なるアッセイにより説明することができる。
このデータが実証するように、物質のコンホメーションを保持するgl+120 タンパク質は、天然のコンホメションを保持しない形態よりも、交差中和抗体の 産生においていっそう有望である。
裏胤阻1 ヒヒのIFA−MTP群の反復した免疫処置を実施して、組換えの天然のグリコ ジル化gp120への追加の繰返し暴露がなお広範囲の単H物の中和において有 効な抗体を生しうるかどうかを決定した。
繰返し免疫処置は、HIV−5F2 、)IIVJNSHIV−12F、または HIV−CCニ対する中和抗体の力価を著しく変更しなかった。しかしながら、 繰返し免疫処置は、アフリカ単離物HIV−ZR6およびHIV−N[lKに対 する低力価の中和抗体の出現を引き起こした(表7 b ) 、 HIV−ZR 6中和の一時的発生は、組換えの天然のグリコジル化gp120で0.5,6゜ 7.8および9回免疫処賀した後に分析したヒヒ2964の血清からのライスル 中和データ(第5図)をグラフにすることによって検査した。
実験の血清を含有するウェル中の合胞体形成単位/d (sfu /d)の数( Vn、二重反復実験のウェルの平均)を測定し、そしてこの数をsfu/dのウ ィルス単独(Vo、8つの複製ウェルの平均)で割ることによって、中和を記録 した。この分数V n / V oを血清試料の希釈に対してプロットし、そし てVnの90%の減少、すなわち、Vn/Vo=0.1を可能にする血清希釈を 認めることによって中和を記録した。試料は右の凡例により示し、ここで数は採 血に対応する。採血0は採血前であり、これはウィルス中和を示さない。
採血12は5回の免疫処置後;採血22は6回の免疫処置後;採血24は7回の 免疫処置後;採血27は8回の免疫処置後;採血22は9回の免疫処置後である 。
第5図において明らかなように、繰り返し追加免疫は中和曲線の傾斜をシフトし 、こうして中和は採血32(9回の免疫処置後)に検出された。これらの結果が 実証するように、抗体産生性クローンについて選択した繰返し追加免疫はより広 い特異性を有する。
ス111= 3頭の個々のヒヒ2964および2958からのすべての血清試料の分析を、組 み換え変性した、比グリコジル化タンパク質および組み換え自然、グリコジル化 (gp120 )免疫化動物における差を線描写した(第6図)。ヒヒ2964 を組み換え自然グリコジル化タンパク質でワクチン接種し、そしてヒヒ2958 を組み換え、変性、非グリコジル化タンパク質でワクチン接種した。HIV−S F2の中和は、Higwood et al、、AIDS、Res、and H um、Retrov、(1990)旦:855−869に記載されているp25 gag阻害アッセイによりアッセイした。すべての他の分離物は感染性癌の阻害 アッセイによりアッセイした。各採血からの血清をHIV−3F2 、HIV− MNおよび旧V−11YLVIIIBニ対してウィルス中和活性についてアッセ イした。変性、非グリコジル化タンパク質を使用するそれ以上の促進は抗体また は中和力価を週10で測定したレベルを越えて増加させず、そしてFIIV−H YLVIIrBの検出可能な中和は存在しなかった。 gp120免疫化動物に おいて、IIIV−5F2 、FIIV−MNおよびHIV−11TLIIIB 力価は各促進後増加し、最大の増加は休止後に観測された。中和する活性のパタ ーンはすべての3つのウィルス゛について類似するが、応答の大きさは異なった 。 HIV−[ITLIIIBの中和の出現は他の2つの分離物に関して遅延し た。下の実施例9に記載するヒヒにおける追加の実験において、MF59中で配 合した組み換え変性、非グリコジル化タンパク質はHIVJNまたはtlIV− BRUの中和活性に対して中和を誘発することができないことをわれわれは実証 した(データは示されていない) 、gp120血清はこれらの3つの分離物な らびにIIIV−ZR6を反復した促進後中和した(表8)。
第6図は、変性、非グリコジル化gp120で免疫化したヒヒ2958、および 自然、グリコジル化gpL20で免疫化したヒヒ2964からのすべての血清試 料の中和力価を示す、1組のグラフである。これらの動物の免疫化は実施例6に 記載されている。
裏施五l ヒヒは次のものと配合した55■のgp120で免疫化した:ムラミルトリペプ チド−ホスファチジルエタノールアミン、100■、を含有するミクロ流動化乳 濁液(?IF59) ;または不完全フロインドアジュバント(IFA)。MF 59の処方は水中の5%のスクアレン、0.5%のTi*een−80,0,5 %の5pan−85および内因性MTP−PE 0 、 4 tg/H1であり 、これをマイクロフラッダイザーで乳化し、そしてアルゴン雰囲気下に使用する まで貯蔵した。次いで、それを抗原と重連により混合し、そして注射した。ヒヒ についての抗原特異的応答を要約するデータを表8に示す、 gp120特異的 力価は、また、この研究において各促進後、ピークとなり、次いで傾斜した。よ り高い力価はIFAより−F59を使用して達成された。ウィルスの中和はウィ ルスの相同性または異種の分離物について試験し、週10.24および38、そ れぞれ、3.4および5回の免疫化後において決定した。これらのアッセイの結 果を表8に要約する。この研究において、MP59群の動物は、IFA群より、 高い力価およびその群において陽性の動物の大きい比率を有した。 HIV−3 F2および)IIV−MNに対して有効な中和力価は3回の免疫化後に、そして IIIV−HTLIIIBおよびHIV−Zll16に対して5回の免疫化後に 観測された。 門F59中の組み換え自然、グリコジル化gp120で免疫化し た動物は、5回のみの免疫化後HIV−BRUおよびl(IジーZR6の中和に おいて有効な抗体で応答した。前の研究において、アフリカの分離物の中和は8 回(HIV−NDK)または9回(HIV−ZR6)の免疫化後にのみ達成され た。さらに、実施例9においてアジュバントMF59中の組み換え自然、グリコ ジル化gp120でHrv−ZR6に対して達成された力価はより高かった。ま た、旧V−BRUおよび)IIV−ZR6に対してを効な中和性抗体の出現は、 前述の実施例6と対照的に、この研究において同時であった。この結果はアジュ バントまたは免疫化の養生法のためであり、これは実施例6における単一の長い 休止期間と比較して、実施g49において2つのより短い休止期間を可能とした 。
スm史 ヒヒについて前述した手順に類似する手順に従い、4頭のチンパンジー(Pan  troglodytes)を55■のap120+アジュバント2XMF59 (2頭の動物)、アジュバント単独(1頭の動物)で免疫処置するか、あるいは 免疫処置しないで、この種の霊長類、人間に最も近い生存動物におけるタンパク 質の免疫原性を決定した。実験計画は第7図に記載する。第7図において、陰影 を付したバーは3つの研究の各についての時間線(免疫処1スケジュール)を表 す:実施例6のヒヒ(上部の線)、実施例9のヒヒ(中央の!I)、および実施 例10のチンパンジー(下の線)1時間の目盛り(週)はこの図面の下に示され ている。免疫処置は垂直線により示し、上の番号は注射の時開の線上の位置にお いて免疫処置の数を示す、実施例6におけるヒヒは第0.4,8,12,21, 55.59.65および80週において免疫化したが、ただしヒヒ2964は第 80週の代わりに第82週に免疫処置した。実施例9におけるヒヒは第0.4, 8.22および36週に免疫処置した。チンパンジーは第0.4.8および28 週に免疫処置した。2%MF59の処方は10%スクアレン、1%Tweer+ −80,1%5pan−85および内因性MTP−PE (0,4g/d)であ り、これを微流動化装置で乳化し、そしてアルゴン雰囲気下に使用するまで貯蔵 した0次いで、それを振盪により抗原と混合し、そして注射した。動物を1ケ月 の間隔で筋肉内注射し、そして血清を各免疫処置後の採血のエンベロープ特異的 力価およびウィルス中和抗体について分析した0組換えの天然グリコジル化で免 疫処置した2頭のチンパンジーについてのデータを表9に要約する。他方の対照 のチアンパンジーはgptzo特異的抗体または中和抗体のいずれも発生しなか った(データは示されていない)。組換え天然グリコジル化タンパク質で免疫処 置した両者の動物は免疫処置抗原に対してすぐれた応答を示し、そして両者の動 物はHIV−3F2およびHIV−MNに対して有効なウィルス中和抗体を有す る。チンパンジーの1つからの血清は、また、3回の免疫処置後HIV−HTL νIIIBを中和した。チンパンジーを6力月の休止期間後に追加免疫し、そし て血清をこの免疫処置に分析する。[IIV−5F2に対するウィルス中和力価 が十分に高いとき、動物は旧V−5F2のチンパンシー力価測定ストックでチャ レンジする。
チンパンジーをチャレンジの2週前に再免疫処置する。異種単WIi物に対して 有効な中和抗体の存在を仮定すれば、これらの同一動物において異種ウィルスチ ャレンジに対する可能性も存在する。
本発明を今まで十分に記載したが、多数の変更および改良を添付の請求の範囲の 精神および範囲から逸脱しないで行うことができることは当業者にとって明白で あろう。
生物学的材料の寄託 次の代表的材料は、1990年11月7日に、アメリカン・タイプ・カルチャー ・コレクション(the American Type Cu1ture Co 11ectio口、米国メリーランド州ロンクビル)に寄託され、そして指摘の ように命名された。これらの寄託物は、特許手続上の微生物の寄託の国際的承認 に関するブダペスト条約の規定に従って維持されるチャイニーズハムスター卵巣 細胞 CHO−6a120−145−0.1−22CRL 103791990年3月 9日 チャイニーズハムスター卵巣細胞 CHO−DG44 CRL 103781990年3月8日 E、コリ 88101(pcMV6a120−SF2)682491990年3月8日 これらの寄託物は当業者にとって単に便宜性のために提供され、そして寄託物が 35L1.S、C,112の下に要求されるという許可ではない、これらのプラ スミドの核酸配列、並びにそれらによりコードされるポリペプチドのアミノ酸配 列はここに参考として加えられ、そして本明細書の記載と矛盾する場合には照ら し合わせている。寄託物を製造、使用、または販売するためにはライセンスが要 求され、そしてこのようなライセンスはここで許されていない。
浄書(内容に変更な′−1 浄IF(内容に変更なし) kltVl g’W eont’d r:にu肛 2−2 N:v1EN′vI:ofItId F工GURX 2−3 HX’11EW c+sr+t’d HXf1t)N c+snt’d FrにtJRE 2−6 ” ′::cuU+ 2−7 H!VI Dl’V a1yIt’d Mnn ENV cant’d nGURX 2−10 Mr2−1Ocoat’5l nGUu 2−11 HXVlON ew+t’d M!Y1 0ff mt’1 14!YI EN′l/ ce++t’dF’ZにOR12−L4 14!VI ENV cont’d rXGtJRX 2−15 NrVI EW aont’+1 浄書(内容に変更ない 分 浄書(内容に変更なし) rIGυRE4 浄書(内容に変更な1) 週 週 週 浄tFF内容に変更なし) Figure乙 浄書(内容に変更なし) 要約書 天然のウィルスHIV gp120 と実質的に同じタンパク質/タンパク質結 合特性を有する糖タンパク質を提供するような組換えHIV gp120の精製 方法であって、粗gp120を含む組成物を(1)イオン交換クロマトグラフィ ー、(2)疎水的相互作用クロマトグラフィーおよび(3)サイズ排除濾過を順 次使って分画し、そして各段階においてCD4ペプチドに対する特異的結合親和 力を示す両分を収集することを含んで成る精製方法が提供される。該方法は、任 意のアフィニティー精製段階またはタンパク質と有機溶媒との接触を使う任意の 段階の非存在下で行われる。この方法により得られるタンパク質は、CD4に対 する結合親和力およびHIV感染性を中和することのできる少なくとも1つの抗 体に対する結合親和力といった、旧ソウィルス上に提示されるgp120と実質 的に同しタンパク質/タンパク質相互作用特性を有する、精製された全長の未融 合の組換え旧V gp120 塘タンパク質である。
手続補正書C方式ン 平成4年lO月12日

Claims (35)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.HIVgp120を精製して、天然のウイルスHIVgp120と実質的に 同じタンパク質/タンパク質結合特性を有する精製されたgp120糖ペプチド を調製する方法であって、 a.全長のグリコシル化gp120を含有する粗gp120調製物をイオン交換 クロマトグラフィーにより分画して、第1画分収集物を提供し、 b.前記第1収集物から、CD4ペプチドに対して特異的結合親和力を示す画分 を選択し、これにより第1の分画された物質を生成せしめ、 c.前記第1の分画された物質を疎水的相互作用クロマトグラフィーにより分画 して、第2画分収集物を提供し、d.前記第2収集物から、CD4ペプチドに対 して特異的結合親和力を示す画分を選択し、これにより第2の分画された物質を 生成せしめ、 e.前記第2の分画された物質をサイズ排除クロマトグラフィーにより分画して 、第3画分収集物を形成せしめ、そしてf.前記第3収集物から、CD4ペプチ ドに対して特異的結合親和力を示す画分を選択し、これにより前記精製されたg p120を提供する、 ことを含んで成る方法。
  2. 2.前記イオン交換クロマトグラフィーが第三アミン交換基を有する固体支持体 上で実施される、請求項1の方法。
  3. 3.前記固体支持体がジエチルアミノエチル置換デキストランである、請求項2 の方法。
  4. 4.前記クロマトグラフィーがHPLCである、請求項3の方法。
  5. 5.段階(a)における分離がpH6〜において実施される、請求項4の方法。
  6. 6.前記疎水的相互作用クロマトグラフィーがフェニルまたは脂肪族側基を有す る固体支持体上で実施される、請求項1の方法。
  7. 7.前記疎水的相互作用クロマトグラフィーが2つの副段階において実施され、 第1副段階において固体支持体はフェニルアガロースであり、そして第2副段階 において固体支持体は脂肪族エーテルアガロースである、請求項6の方法。
  8. 8.副段階が共にHPLCである、請求項7の方法。
  9. 9.段階(c)における前記分離が減少する硫酸アンモニウム勾配を使って実施 され、初期濃度は約40%飽和である、請求項8の方法。
  10. 10.前記ゲル濾過クロマトグラフィーがgp120より小さい分子を遅延する ことができる支持体を使用する、請求項1の方法。
  11. 11.前記ゲル濾過の支持体が約50,000〜200,000の分画範囲を有 する、請求項10の方法。
  12. 12.前記ゲル濾過クロマトグラフィーがHPLCである、請求項11の方法。
  13. 13.次の段階: a.全長の非融合のグリコシル化gp120タンパク質を含有する細胞培地を集 め、前記細胞培地は前記gp120を発現する非HIV感染細胞と接触している 順化培地であり、そしてb.gp120の分子量より小さい分子量を有する分子 を前記培地から除去することによって前記培地を濃縮し、これにより前記粗調製 物として使用される濃縮細胞培地を生成する、を更に含んで成る、請求項1の方 法。
  14. 14.前記第2の分画された物質を、段階(e)の前に、強アニオン交換クロマ トグラフィーにかける、請求項1の方法。
  15. 15.前記強アニオン交換クロマトグラフィーが、第四アンモニウム交換基を有 する固体支持体を使用する、請求項14の方法。
  16. 16.前記強アニオン交換クロマトグラフィーがpH7〜9において実施される 、請求項15の方法。
  17. 17.HIVウイルス上に提示されるgp120と実質的に同じタンパク質/タ ンパク質相互作用特性を有し、そして他のタンパク質を実質的に含有しない、精 製された全長の非融合組換えHIVgp120糖タンパク質。
  18. 18.前記特性が、 a.CD4に対する結合親和力; b.HIV感染性を中和することができる抗体に対する結合親和力;または c.gp41に対する結合親和力 を含んで成る、請求項17の糖タンパク質。
  19. 19.CD4に対する結合親和力が、ゲル濾過アッセイを使ってCD4に結合す るgp120の画分を決定することによって測定される、請求項18の糖タンパ ク質。
  20. 20.前記抗体がチンパンジーまたはヒトの抗体である、請求項19の糖タンパ ク質。
  21. 21.前記糖タンパク質が、 a.全長のグリコシル化gp120を含有する粗gp120調製物をイオン交換 クロマトグラフィーにより分画して、第1画分収集物を提供し、 b.前記第1収集物から、CD4ペプチドに対して特異的結合親和力を示す画分 を選択し、これにより第1の分画された物質を生成せしめ、 c.前記第1の分画された物質を疎水的相互作用クロマトグラフィーにより分画 して、第2画分収集物を提供し、d.前記第2収集物から、CD4ペプチドに対 する特異的結合親和力を示す画分を選択し、これにより第2の分画された物質を 生成せしめ、 e.前記第2の分画された物質をサイズ排除クロマトグラフィーにより分画して 、第3画分収集物を提供し、そしてf.前記第3収集物から、CD4ペプチドに 対する特異的結合親和力を示す画分を選択し、これにより前記精製されたgp1 20を調製する、 ことを含んで成る方法により調製される、請求項17の糖タンパク質。
  22. 22.(1)HIVウイルス上に提示されるとgp120と実質的に同じCD4 結合特性を有する、精製された全長の非融合gp120糖タンパク質および(2 )アジュバントを含むワクチン。
  23. 23.前記特性が、 a.CD4に対する結合親和力; b.HIV感染性を中和することができる抗体に対する結合親和力;または c.gp41に対する結合親和力 を含んで成る、請求項22のワクチン。
  24. 24.前記ワクチンが、 a.全長のグリコシル化gp120を含有する組gp120調製物をイオン交換 クロマトグラフィーにより分画して、第1画分収集物を提供し、 b.前記第1収集物から、CD4ペプチドに対する特異的結合親和力を示す画分 を選択し、これにより第1の分画された物質を生成せしめ、 c.前記第1の分画された物質を疎水的相互作用クロマトグラフィーにより分画 して、第2画分収集物を提供し、d.前記第2収集物から、CD4ペプチドに対 する特異的結合親和力を示す画分を選択し、これにより第2の分画された物質を 生成せしめ、 e.前記第2の分画された物質をサイズ排除クロマトグラフィーにより分画して 、第3画分収集物を提供し、そしてf.前記第3収集物から、CD4ペプチドに 対する特異的結合親和力を示す画分を選択し、これにより前記精製されたgp1 20を調製する、 ことを含んでなる方法により調製される、請求項22のワクチン。
  25. 25.抗体を発現することができる系を上記の糖タンパク質と接触させることを 含んで成る、少なくとも1つの哺乳動物種においてHIVウイルス単離物による 感染を中和することができる抗体の形成を刺激する方法。
  26. 26.前記系が試験管内系である、請求項25の方法。
  27. 27.前記哺乳動物が霊長類である、請求項25の方法。
  28. 28.全長のグリコシル化組換えgp120を精製する方法において、細胞培地 から得られた前記gp120を、SDSゲル電気泳動により測定した時少なくと も95%の純度に精製し、ここで前記精製はゲル濾過、イオン交換および疎水的 相互作用クロマトグラフィーから成る群より選択されるクロマトグラフィー技術 を使用し、ただし(1)抗体と前記gp120との間の結合相互作用が前記精製 の間のいずれの時点においても起こらない、 ことを含んで成る改良方法。
  29. 29.有機溶媒と前記gp120との間の接触が前記精製の間のいずれの時点に おいても起こらないという前提を更に有する、請求項28の方法。
  30. 30.前記精製が(1)カチオン交換クロマトグラフィー、(2)疎水的相互作 用クロマトグラフィー、および(3)ゲル濾過の順次段階を前記細胞培地に適用 することを含んで成る、請求項28の方法。
  31. 31.前記段階がすべてHPLC段階である、請求項30の方法。
  32. 32.治療的有効量の請求項22のワクチンを含んで成る、治療によるHIV− 1感染動物の処置に使われる組成物。
  33. 33.有効量の請求項22のワクチンを含んで成る、動物におけるHIV−1感 染の予防に使われる組成物。
  34. 34.HIV−1感染を減少または排除するために治療を必要とする動物に治療 的有効量の請求項22または32の組成物を投与することを含んで成る、治療に よる動物の処置方法。
  35. 35.有効量の請求項22または33の組成物を動物に投与することを含んで成 る、動物におけるHIV−1感染の予防方法。
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