人間のボランティアに対するGLAの効果

感染症に対するワクチンは、人間の健康の改善に役立ち、現代の公衆衛生戦略の柱であり続けています。 しかし、HIV、マラリア、結核などの深刻な生命を脅かす感染症は依然として世界的な問題であり、インフルエンザなどのパンデミック病は引き続き人命を脅かしています。 同様に、ワクチンは現在、がんの予防と治療の分野で追求されています。 多くの疾患に対する効果的なワクチンの開発を妨げてきた根本的な障壁は、従来のタンパク質ベースのワクチンが T 細胞媒介性免疫の重要な要件を誘発しないことです。 ワクチンに対する改善された T 細胞応答を生成するための 1 つのアプローチは、新しいタンパク質標的候補を特定することでした。 このアプローチは、ワクチン開発に大きな進歩をもたらしませんでした。 特定の免疫刺激剤またはアジュバントをワクチン標的と組み合わせて、望ましいT細胞免疫応答を最適化および強化する新しいアプローチに興味があります。 GLA のような新規アジュバントの開発と研究により、樹状細胞を標的としたワクチンの研究をさらに進めることができ、多くの多様な疾患に対するワクチンの改良につながります。

Toll-Like Receptor (TLR) の背景 TLR は、細胞外ループのロイシンリッチリピートドメイン (LRR) と細胞内テールの Toll/IL-1 受容体 (TIR) 相同ドメインを共有する 1 膜貫通受容体です。 宿主の防御と免疫に対するTLRの重要性は、トール遺伝子の遺伝子欠失に続いて真菌感染症にかかりやすくなったショウジョウバエで最初に認識されました。 哺乳類の同族体は、グラム陰性菌感染症に非常にかかりやすく、リポ多糖 (LPS) に対して低反応性であることがよく知られているマウス系統を使用した直後に同定されました。 これらのマウスでは、TLR4 遺伝子に変異があり、機能しなくなっていることがわかりました。この発見により、哺乳動物における Toll タンパク質の存在と重要性が確固たるものになりました。 TLR4 の遺伝子欠失を持つマウスは、細菌感染に対する TLR の重要性を実証し、TLR4 がグラム陰性菌感染に特異的であるという明確な証拠を提供しました。 現在、10 の機能的な TLR がヒトで発見されており、広範な研究により、特定の TLR に対する多数の病原体由来のアゴニストが特定されています。 TLR の機能は、生物または病原体関連分子パターン (PAMP) の保存された構造を認識することによって機能することが一般に認められています。 明らかに、これらの先天性受容体は、数週間かかるプロセスである特定の T 細胞および B 細胞応答の生成に依存しない防御の最前線を提供するため、微生物による傷害を乗り切るために重要です。 自然免疫における明確な役割にもかかわらず、TLR 刺激が樹状細胞 (DC) の活性化と成熟を通じて、T および B 細胞媒介性免疫の発達に強力な影響を与えるという証拠が蓄積されています。 この知識は、DC を活性化して成熟させる TLR ベースのワクチン アジュバントの開発につながりました。

単球と樹状細胞の概要 樹状細胞 (DC) は、自然免疫系と適応免疫系の一部であり、腸、肺の表面、皮膚内など、宿主と微生物の境界面に存在します。 これらの細胞は、Toll 様受容体 (TLR) を含むパターン認識受容体 (PRR) のいくつかのファミリーの発現を通じて、微生物病原体を求めて常に環境を調査します。 未熟な DC は、抗原の取り込みとプロセシングにおいて特に効率的ですが、活性化された DC は成熟し、T リンパ球に対する強力な抗原提示細胞になります。 重要なことに、未熟な DC は、抗原特異的 T 細胞を削除することによって免疫寛容を誘導する可能性があり、その結果、免疫応答がなくなります。 しかし、活性化された DC は、特定のサイトカインの放出を通じて免疫応答を指示します。 異なる初期刺激が DC に影響を与え、CD4+ T 細胞を駆動して、Th1、Th2、Th17、および Treg を含む非常に多様な機能経路に沿って分化させます。 したがって、DC は、先天的な宿主防御を適切に行うだけでなく、適応応答を調整するためにも重要です。 宿主防御における重要な役割を考えると、DC は比較的まれな細胞であり、定常状態では他の血液細胞とは独立して発生します。 DC の機能と量を強化し、指示することは、宿主防御とワクチン科学の両方に利益をもたらします。 スタインマン研究所は、目的の抗原を DC 集団に特異的にターゲティングすることにより、ワクチン接種の新しい方法を開発しました。 DC を標的としたワクチンは動物モデルで有望であり、DC を標的とした HIV ワクチンは最近、初めてヒトに投与されました。

単球はより豊富な細胞タイプで、ヒトでは白血球の約 10%、マウスでは 4% を占めます。 単球は、宿主防御に関与する末梢血エフェクター細胞であり、効率的な清掃細胞です。 それらは、組織マクロファージの前駆体として機能します。 ヒトでは、単球の 3 つのサブセットが CD14 および CD16 の細胞表面発現に基づいて提案されていますが、マウスには 2 つのサブセットが存在し、CD115 および Ly6C によってマークされています。 自然免疫におけるこれらのサブセットの役割については、さらなる調査が必要です。 証拠は、単球を DC に分化するように誘導できることを示唆していますが、これの in vivo での決定的な証拠はこれまで欠けていました。 スタインマン ラボでの最近の研究では、in vivo での本物の DC は、急性の炎症や感染の際に、より大きな単球プールから急速に分化および動員できることが示されました。 この急速な再展開は、グラム陰性菌または LPS のいずれかによって誘発される可能性があり、TLR4 に完全に依存していました。 同様に、ヒト単球は DC に分化するように誘導することができますが、このプロセスの理解は in vitro 細胞培養に限定されており、in vivo ヒト単球由来 DC の理解には大きなギャップがあります。 予備データは、マウスにおける GLA の投与は、LPS のように、単球プールを動員して Mo-DC になることを示唆しています。 TLR4 アジュバント GLA の投与後、in vivo でのヒト単球が DC 集団を急速に拡大するかどうかは不明です。 この再展開のメカニズムを理解することで、アジュバントを使用して DC の有用性を急速に拡大し活用する方法についての理解が深まります。 最終的には、アジュバント特異的な DC 応答が T 細胞免疫を改善し、ワクチンの有効性を高めると予想しています。

アジュバントを単独で調査する根拠 標準的なアジュバント治験は、調査中のアジュバントと既知の承認済みワクチンを組み合わせたもので構成されていますが、単独ではありません。 ただし、前述のように、GLA が現在開発中の DC 標的 HIV ワクチンの重要なアジュバントになることを期待しています。 DCは最も強力な抗原提示細胞であり、目的の抗原をこの細胞に特異的にターゲティングすると、免疫応答が改善されます。 ただし、抗原を DC にターゲティングする場合、重要な考慮事項があります。抗原に遭遇した刺激されていない未熟な DC は、抗原特異的 T 細胞を削除する能力があり、それによって寛容を引き起こし、DC 標的抗原ワクチンだけでも免疫寛容を引き起こす可能性があります。 対照的に、成熟したDCは、標的抗原に対する強力なエフェクターT細胞応答を誘導することができます。 ＤＣはＴＬＲ刺激によって活性化することができるので、ＴＬＲ刺激によるＤＣ成熟をＤＣ標的抗原と組み合わせると、最適なＴ細胞媒介性免疫が得られる。 理論的には、DC を標的としたワクチンは、DC 成熟アジュバントなしでは決して投与できず、GLA の特定の効果と作用は、最初に単独で研究されない限りわかりません。 アジュバントを使用した最終的な DC 標的 HIV ワクチン試験を計画するには、分離された GLA の一時的な免疫効果を知ることも重要です。

GLA の背景情報 GLA は、6 つのアシル鎖と 1 つのリン酸化部位を組み合わせた新しい完全合成リピド A (天然 LPS の活性成分) 分子です。 この LPS 様分子の利点は、細菌源から精製されていないため、6 つのアシル鎖を持つ分子のみを含む均一な溶液が得られることです。 6 つのアシル鎖は最大の TLR4 活性化をもたらしますが、5 つまたは 7 つのアシル鎖を持つリピド A 分子は 100 倍活性が低く、4 つのアシル鎖は免疫抑制性であるため、これは重要です。 MPL は、サルモネラ LPS に由来する既存の TLR4 ワクチン アジュバントであり、3、4、5、および 6 個のアシル化分子の異種混合物を表します。 MPL は、ワクチン接種中に効果的な体液性抗体応答を誘導しますが、CD4 T 細胞免疫を生成しないため、多くのタンパク質ベースのワクチンにとって望ましくないアジュバントになります。 動物モデルでは、Fluzone ワクチンに GLA を添加すると、インフルエンザに対する体液性および細胞性免疫が改善されます。 GLA は、インフルエンザ ワクチンと組み合わせた場合の安全性がヒトでテストされていますが、個々の効果は研究されていません。 特に、ヒトにおけるサイトカイン、ケモカイン、および遺伝子調節に対する単独の影響は不明であり、単球サブセットはこれまで調査されていませんでした。

最適な製剤と投与経路は不明です。したがって、この調査の主要な要素は、安全で忍容性のある製剤と経路を決定することです。 GLA は、Fluzone ワクチンと組み合わせて、0.5μg から 5μg の範囲の用量で筋肉内にヒトに投与されています。ただし、それは単独でテストされておらず、水中油安定エマルジョン (GLA-SE) のみが使用されました。 Fluzone は反応性ワクチンであり、Fluzone + 高用量 GLA-SE (5μg) を投与された 4 人の患者のうち 3 人に用量制限毒性が発生しましたが、0.5 ～ 2.5μg の間で良好な安全性プロファイルが観察されました。 安定エマルジョン (SE) にはスクアレンが含まれており、2% (vol:vol) で使用されました。 このパーセンテージは、GLA-SE 製剤で引き続き使用されます。 続いて、エマルジョンの必要性を回避するために、GLA の 2 番目の製剤が開発されました。 GLA-AF は水溶性であり、理論的には GLA-SE よりも副作用プロファイルが少なく、反応原性が少ないはずです。 GLA の 2 つの製剤を個別に比較する予定です。 GLA-SE (安定乳剤) および GLA-AF (水性製剤)。 GLA-AF はヒトに投与されたことがないため、このバージョンは初のヒト試験です。 安全上の理由から、GLA-AF 注射は 1 日間隔で行う必要があり、誰が GLA-AF を受けるかを知ることはできないため、各コホートの最初の 9 人の被験者に 1 日間隔で注射します。 この研究ではグループ数が複雑であるため、コホートとして各ルートを順番に登録して完了します。 皮下コホートは、スクリーニング、登録、無作為化、および注射の最初のグループであり、その後に筋肉内注射が続きます。

要約 この研究は、ヒトにおけるGLA製剤と投与経路を比較するための第1相、無作為化、プラセボ対照、二重盲検臨床試験です。 さまざまな製剤 (GLA-SE と GLA-AF) および経路 (SC、IM、ID) の安全性と忍容性が主な焦点となります。 私たちの 2 番目の焦点は、全身のサイトカイン、ケモカイン、およびグローバルな遺伝子調節を測定することで、グローバルな免疫応答を詳細に説明することです。 3 つ目の焦点は、単球や樹状細胞を含む末梢血免疫細胞に対する GLA の影響を調査することです。 この研究では、GLA-AF に関する初のヒト データを追加し、自然免疫系に対する GLA の個別の効果を詳しく説明します。 この試験の結果は、GLA + 抗原を使用した真のアジュバント試験の基礎を築き、最終的にヒトにおける DC 標的ワクチンのアジュバントとして GLA を使用することになります。