Loading article…
ペプチドベースの合成ワクチン（エピトープワクチン）は、ペプチドから作られたサブユニットワクチンです。ペプチドは、直接的または強力な免疫反応を引き起こす抗原のエピトープを模倣します。 [1]ペプチドワクチンは、感染性病原体や非感染性疾患 に対する防御を誘導できるだけでなく、腫瘍関連抗原のペプチドを使用して効果的な抗腫瘍T細胞反応を誘導する治療用癌ワクチンとしても利用できます。[2]
歴史
従来のワクチンは、生きた病原体全体、または固定された病原体です。第2世代のワクチンは、主に病原体から精製されたタンパク質です。第3世代のワクチンは、病原体のタンパク質を発現できるDNAまたはプラスミドです。ペプチドワクチンは、ワクチンの進化における最新のステップです。[3]
利点と欠点
固定された病原体全体やタンパク質分子などの従来のワクチンと比較して、ペプチドワクチンにはいくつかの利点と欠点があります。[4]
利点:
- ワクチンは化学合成によって完全に合成されており、化学物質として扱うことができます。
- 自動化とマイクロ波技術を使用したより高度な固相ペプチド合成(SPPS) により、ペプチドの生産がより効率的になります。
- ワクチンは化学的に合成されているため、生物学的汚染はありません。
- ワクチンは水溶性であり、単純な条件下では安定した状態を保つことができます。
- ペプチドは、特異性のために特別に設計することができます。単一のペプチドワクチンを複数のエピトープを持つように設計して、いくつかの疾患に対する免疫反応を生成することができます。
- ワクチンには短いペプチド鎖しか含まれていないため、アレルギー反応や自己免疫反応を引き起こす可能性が低くなります。
デメリット:
- 免疫原性が低い。
- 細胞内で不安定。
- ネイティブコンフォメーションの欠如。
- 限られた集団に対してのみ有効です。
エピトープ設計
全ペプチドワクチンは抗原のエピトープを模倣するものであるため、エピトープ設計はワクチン開発の最も重要な段階であり、対象となる免疫原性タンパク質のアミノ酸配列を正確に理解する必要があります。設計されたエピトープは、病原体に対して強力で長期的な免疫応答を生み出すことが期待されます。エピトープを設計する際に考慮すべき点は次のとおりです。
- 非優勢エピトープは優勢エピトープよりも強い免疫反応を引き起こす可能性がある。例：鉤虫に感染した人の抗体は、アメリカ鉤虫APR-1タンパク質と呼ばれる抗原の優勢エピトープを認識できるが、抗体は鉤虫に対する防御を誘導できない。しかし、APR-1タンパク質上の他の非優勢エピトープは、鉤虫に対する中和抗体の産生を誘導する能力を示す。したがって、非優勢エピトープは、鉤虫感染に対するペプチドワクチンのより良い候補である。[5]
- 過敏症を考慮に入れる。例：一部のIgE誘導エピトープは、鉤虫抗原であるNa-ASP-2タンパク質のIgGエピトープと重複するため、ヒトのワクチン接種後に過敏症反応を引き起こす。 [6]
- いくつかの短いペプチドエピトープは、本来の立体構造を維持するために伸長する必要がある。伸長した配列には適切な二次構造が含まれる可能性がある。また、いくつかの短いペプチドは、適切な立体構造を維持するために安定化または環化される可能性がある。例：B細胞エピトープは5つのアミノ酸しか持たない可能性がある。免疫反応を誘導するために、酵母GCN4タンパク質の配列を使用して、 αヘリックスを形成することによりペプチドワクチンの立体構造を改善する。[7]
- エピトープに関連するアジュバントを使用して免疫反応を誘導する。 [8]
アプリケーション
癌
- gp100ペプチドワクチンは、悪性黒色腫の治療に研究されています。in vitroでより 大きなCTL反応を生み出すために、ペプチドgp100:209-217(210M)が改変され、HLA-A2*0201に結合します。ワクチン接種後、より多くの循環T細胞がin vitroで悪性黒色腫癌細胞を認識し、殺すことができます。[10]
- リンドペピムトは、多形性膠芽腫（GBM）の治療のための上皮成長因子受容体（EGFR）由来ペプチドワクチンです。14-merペプチドはキーホールリンペットヘモシアニン（KLH）と結合しており、癌のリスクを軽減することができます。[11]
- E75、GP2、AE37は、乳がん治療のための3つの異なるHER2/ neu由来単一ペプチドワクチンです。HER2/neuは通常、健康な組織では発現が低いです。9つのアミノ酸からなるE75は、HER2タンパク質の免疫優勢エピトープです。9つのアミノ酸からなるGP2は、準優勢エピトープです。E75とGP2はどちらもCD8 +リンパ球を刺激しますが、GP2はE75よりも親和性が低いです。AE37はCD4 +リンパ球を刺激します。[12]
その他の一般的な病気
- COVID-19に対するペプチドベースのワクチンであるEpiVacCorona。
- IC41はC型肝炎ウイルスに対するペプチドワクチン候補である。5つの合成ペプチドとポリ-L-アルギニンと呼ばれる合成アジュバントから構成される。[13]
- マルチマー001はインフルエンザに対する最も効率的なペプチドワクチン候補です。ヘマグルチニン由来のB細胞エピトープとT細胞エピトープが含まれています。マトリックスIと核タンパク質が組み合わさって、単一の組換え発現ポリペプチドになっています。[14] [15]
- アルツハイマーペプチドワクチン：CAD106、[16] UB311、[17] Lu、AF20513、[18] ABvac40、[19] ACI-35、[20] AADvac-1。[21]
参考文献
- ^ Skwarczynski M, Toth I (2016年2月). 「ペプチドベースの合成ワクチン」.化学科学. 7 (2): 842– 854. doi :10.1039/C5SC03892H. PMC 5529997. PMID 28791117 .
- ^ Melief CJ、van der Burg SH (2008 年 5月)。 「合成長鎖ペプチドワクチンによる確立した (前) 悪性疾患の免疫療法」。Nature Reviews 。がん。8 (5): 351– 360。doi : 10.1038/nrc2373。PMID 18418403。S2CID 205468352。
- ^ Schneble E、Clifton GT、Hale DF、Peoples GE (2016)。「ペプチドベースのがんワクチン戦略と臨床結果」。Thomas S (編)。ワクチン設計。分子生物学の方法。第1403巻。ニューヨーク、NY：Springer。pp. 797– 817。doi ：10.1007 / 978-1-4939-3387-7_46。ISBN 978-1-4939-3387-7. PMID 27076168。
- ^ Skwarczynski M, Toth I (2016年2月). 「ペプチドベースの合成ワクチン」.化学科学. 7 (2): 842– 854. doi :10.1039/C5SC03892H. PMC 5529997. PMID 28791117 .
- ^ Pearson MS、Pickering DA、Tribolet L、Cooper L、Mulvenna J、Oliveira LM、他 (2010 年 5 月)。「鉤虫ヘモグロビン分解酵素 Na-APR-1 に対する中和抗体: 鉤虫感染および住血吸虫症に対する多価ワクチンへの影響」。The Journal of Infectious Diseases。201 (10): 1561– 1569。doi : 10.1086/651953。PMID 20367477。
- ^ Diemert DJ、Pinto AG、Freire J、Jariwala A、Santiago H、Hamilton RG、他 (2012 年 7 月)。「Na-ASP-2 鉤虫ワクチンによって誘発される全身性蕁麻疹: 蠕虫に対するワクチン開発への影響」。 アレルギーおよび臨床免疫学ジャーナル。130 (1): 169–76.e6。doi : 10.1016 /j.jaci.2012.04.027。PMID 22633322。
- ^ Cooper JA、Hayman W、Reed C、Kagawa H、Good MF、Saul A (1997年4月)。「αヘリックスコイルドコイルタンパク質内の立体配座B細胞エピトープのマッピング」。分子免疫学。34 (6): 433– 440。doi :10.1016/S0161-5890(97)00056-4。PMID 9307059 。
- ^ Azmi F、Ahmad Fuaad AA、 Skwarczynski M、Toth I（2014年3月）。「ペプチドベースのサブユニットワクチンのアジュバント発見における最近の進歩」。ヒト ワクチンと免疫療法。10 （ 3）：778–796。doi ： 10.4161/hv.27332。PMC 4130256。PMID 24300669。
- ^ Malonis RJ、Lai JR、 Vergnolle O（2020年3月）。「ペプチドベースのワクチン：現在の進歩と将来の課題」。 化学レビュー。120 （6）：3210〜3229。doi：10.1021/ acs.chemrev.9b00472。PMC 7094793。PMID 31804810。
- ^ Marincola FM、Rivoltini L、Salgaller ML、Player M、Rosenberg SA (1996 年 7 月)。「健康なドナーと比較した HLA-A2 メラノーマ患者の末梢血における抗 MART-1/MelanA CTL 活性の差: 腫瘍細胞による生体内プライミングの証拠」。腫瘍免疫学を重視した免疫療法ジャーナル。19 (4): 266– 277。doi : 10.1097 /00002371-199607000-00003。PMID 8877721 。
- ^ Neal DE, Sharples L, Smith K, Fennelly J, Hall RR, Harris AL (1990 年 4 月). 「上皮成長因子受容体と膀胱癌の予後」. Cancer . 65 (7): 1619– 1625. doi : 10.1002/1097-0142(19900401)65:7<1619::aid-cncr2820650728>3.0.co;2-q . PMID 2311071. S2CID 12449093.
- ^ Palatnik-de- Sousa CB、Soares IS 、 Rosa DS (2018-04-18)。「論説：エピトープの発見と合成ワクチンの設計」。Frontiers in Immunology。9：826。doi ：10.3389 / fimmu.2018.00826。PMC 5915546。PMID 2972 0983 。
- ^ Firbas C, Jilma B, Tauber E, Buerger V, Jelovcan S, Lingnau K, et al. (2006 年 5 月). 「新しい治療用 C 型肝炎ウイルス (HCV) ペプチドワクチンの免疫原性と安全性: 128 人の健康な被験者における用量最適化のためのランダム化プラセボ対照試験」. Vaccine . 24 (20): 4343– 4353. doi :10.1016/j.vaccine.2006.03.009. PMID 16581161.
- ^ Atsmon J、Caraco Y、Ziv-Sefer S、Shaikevich D、Abramov E、Volokhov I、他 (2014 年 10 月)。「新型ユニバーサルインフルエンザワクチン (Multimeric-001) によるプライミング - 高齢者の免疫反応を改善するための入り口」。ワクチン。32 ( 44 ): 5816– 5823。doi : 10.1016/j.vaccine.2014.08.031。PMID 25173483 。
- ^ van Doorn E、Liu H、Ben-Yedidia T、Hassin S、Visontai I、Norley S、他 (2017 年 3 月)。「BiondVax が開発したユニバーサルインフルエンザワクチン (Multimeric-001) の免疫原性と安全性を、単独ワクチンまたは H5N1 インフルエンザワクチンのプライマーとして評価する: フェーズ IIb 試験プロトコル」。医学。96 ( 11 ) : e6339。doi : 10.1097/md.0000000000006339。PMC 5369918。PMID 28296763。
- ^ Wiessner C、Wiederhold KH、Tissot AC、Frey P、Danner S、Jacobson LH、他 (2011 年 6 月)。「第 2 世代の活性 Aβ 免疫療法 CAD106 は、APP トランスジェニック マウスのアミロイド蓄積を軽減し、潜在的な副作用を最小限に抑えます」。The Journal of Neuroscience。31 ( 25 ) : 9323– 9331。doi :10.1523/jneurosci.0293-11.2011。PMC 6623465。PMID 21697382。
- ^ Wang CY、Finstad CL、Walfield AM、Sia C、Sokoll KK、Chang TY、他 (2007 年 4 月)。「アルツハイマー病の免疫療法のための部位特異的 UBITh アミロイドベータワクチン」。ワクチン。25 ( 16 ): 3041– 3052。doi :10.1016/j.vaccine.2007.01.031。PMID 17287052 。
- ^ Davtyan H、Ghochikyan A、Petrushina I、Hovakimyan A、Davtyan A、Poghosyan A、他 (2013 年 3 月)。「アルツハイマー病に対するエピトープワクチン (Lu AF20513) の免疫原性、有効性、安全性、作用機序: 臨床試験への準備」。The Journal of Neuroscience。33 ( 11): 4923– 4934。doi : 10.1523 / jneurosci.4672-12.2013。PMC 3634356。PMID 23486963。
- ^ Lacosta AM、Pascual-Lucas M、Pesini P、Casabona D、Pérez-Grijalba V、Marcos-Campos I、他 (2018 年 1 月)。「アルツハイマー病患者における活性抗 Aβ40 ワクチン (ABvac40) の安全性、忍容性、免疫原性: 無作為化二重盲検プラセボ対照第 I 相試験」。Alzheimer 's Research & Therapy。10 ( 1 ) : 12。doi : 10.1186/s13195-018-0340-8。PMC 5789644。PMID 29378651 。
- ^ Hickman DT、López-Deber MP、Ndao DM、Silva AB、Nand D、Pihlgren M、他 (2011 年 4 月)。「タンパク質ミスフォールディング疾患を標的としたリポソームワクチンにおけるペプチド立体配座の配列非依存的制御」。The Journal of Biological Chemistry。286 ( 16 ): 13966– 13976。doi : 10.1074/ jbc.m110.186338。PMC 3077597。PMID 21343310。
- ^ Kontsekova E、Zilka N、Kovacech B、Novak P、Novak M (2014)。「病理学的タウ-タウ相互作用に必須の構造決定因子を標的とする初のヒトタウワクチンは、アルツハイマー病モデルにおけるタウオリゴマー化と神経原線維変性を軽減する」。アルツハイマー病研究 ・治療。6 (4): 44。doi : 10.1186/ alzrt278。PMC 4255368。PMID 25478017。