인간 지원자에 대한 GLA의 효과

전염병에 대한 백신은 인간의 건강을 개선하는 데 중요한 역할을 했으며 현대 공중 보건 전략의 기둥으로 남아 있습니다. 그러나 HIV, 말라리아 및 결핵을 포함한 심각한 생명을 위협하는 감염은 전 세계적인 문제로 남아 있으며 인플루엔자와 같은 전염병은 계속해서 인간의 생명을 위협하고 있습니다. 뿐만 아니라 현재 암 예방 및 치료 분야에서 백신 개발이 추진되고 있습니다. 많은 질병에 대한 효과적인 백신을 방해하는 근본적인 장벽은 기존의 단백질 기반 백신이 T 세포 매개 면역의 중요한 요구 사항을 이끌어 내지 못한다는 것입니다. 백신에 대한 개선된 T 세포 반응을 생성하는 한 가지 접근법은 새로운 단백질 표적 후보를 식별하는 것이었습니다. 이 접근법은 백신 개발에서 상당한 진전을 가져오지 못했습니다. 우리는 원하는 T 세포 면역 반응을 최적화하고 향상시키기 위해 특정 면역 자극제 또는 보조제를 백신 표적과 결합하는 새로운 접근법에 관심이 있습니다. GLA와 같은 새로운 보조제의 개발 및 연구를 통해 수지상 세포 표적 백신에 대한 추가 조사를 통해 다양한 질병에 대한 개선된 백신을 개발할 수 있습니다.

Toll-Like Receptor(TLR) 배경 TLR은 세포외 루프에서 류신이 풍부한 반복 도메인(LRR)과 세포내 꼬리에서 Toll/IL-1 수용체(TIR) ​​상동성 도메인을 공유하는 유형 1 막관통 수용체입니다. 숙주 방어 및 면역에 대한 TLR의 중요성은 톨 유전자의 유전적 결실 후 진균 감염에 취약해진 초파리에서 처음으로 인식되었습니다. 포유류 상동체는 그람 음성 감염에 매우 취약하고 지질다당류(LPS)에 반응성이 낮은 것으로 잘 알려진 마우스 계통을 사용한 직후에 확인되었습니다. 이 생쥐는 TLR4 유전자에 돌연변이 변화가 있는 것으로 밝혀져 기능을 상실했으며 이 발견은 포유류에서 Toll 단백질의 존재와 중요성을 확고히 했습니다. TLR4의 유전적 결실이 있는 마우스는 박테리아 감염에 대한 TLR의 중요성을 입증했으며 TLR4가 그람 음성 감염에 특이적이라는 명확한 증거를 제공했습니다. 현재 10개의 기능적 TLR이 인간에서 발견되었으며 광범위한 연구를 통해 특정 TLR에 대한 다수의 병원체 유래 작용제가 확인되었습니다. 일반적으로 유기체 또는 병원균 관련 분자 패턴(PAMP)의 보존된 구조를 인식함으로써 TLR의 기능이 인정됩니다. 이러한 타고난 수용체는 몇 주가 걸릴 수 있는 과정인 특정 T 세포 및 B 세포 반응 생성에 의존하지 않는 첫 번째 방어선을 제공하기 때문에 미생물 모욕에서 살아남는 데 매우 중요합니다. 선천성 면역에서의 명확한 역할에도 불구하고 TLR 자극이 수지상 세포(DC)의 활성화 및 성숙을 통해 T 및 B 세포 매개 면역의 발달에 강력한 영향을 미친다는 증거가 축적되고 있습니다. 이 지식은 DC를 활성화하고 성숙시키는 TLR 기반 백신 보조제의 개발로 이어졌습니다.

단핵구 및 수지상 세포 개요 수지상 세포(DC)는 선천 및 적응 면역 체계의 일부이며 장, 폐 및 피부 표면을 포함하는 숙주-미생물 인터페이스에 상주합니다. 이 세포들은 Toll-like receptors(TLR)를 포함한 패턴 인식 수용체(PRR)의 여러 계열의 발현을 통해 미생물 병원체를 찾기 위해 환경을 지속적으로 조사합니다. 미성숙 DC는 특히 항원 흡수 및 처리에 효율적이며 활성화된 DC는 성숙되어 T-림프구에 강력한 항원 제시 세포가 됩니다. 중요한 것은 미성숙 DC는 항원 특이적 T 세포를 삭제하여 면역 관용을 유도하여 면역 반응을 일으키지 않을 가능성이 있다는 것입니다. 그러나 활성화된 DC는 특정 사이토카인의 방출을 통해 면역 반응을 지시합니다. 다른 초기 자극은 DC에 영향을 주어 CD4+ T 세포가 Th1, Th2, Th17 및 Treg를 포함하는 매우 다양한 기능적 경로를 따라 분화하도록 합니다. 따라서 DC는 적절한 선천적 호스트 방어뿐만 아니라 적응형 대응을 조율하는 데 매우 중요합니다. 숙주 방어에서 중추적인 역할을 하는 DC는 정상 상태에서 다른 혈액 세포와 독립적으로 발달하는 비교적 드문 세포입니다. DC의 기능과 양을 강화하고 지시하면 숙주 방어와 백신 과학 모두에 도움이 될 것입니다. Steinman 연구실은 특히 DC 인구에 관심 있는 항원을 표적으로 삼아 새로운 예방 접종 방법을 개척했습니다. DC 표적 백신은 동물 모델에서 유망한 것으로 나타났으며 DC 표적 HIV 백신은 최근 처음으로 인간에게 투여되었습니다.

단핵구는 인간에서 혈액 백혈구의 약 10%, 마우스에서 4%를 차지하는 더 풍부한 세포 유형입니다. 단핵구는 숙주 방어에 참여하는 말초 혈액 이펙터 세포이며 효율적인 소거 세포입니다. 그들은 조직 대식세포의 전구체 역할을 합니다. 인간의 경우, CD14 및 CD16의 세포 표면 발현에 기초하여 단핵구의 3개 하위 집합이 제안된 반면, 마우스에는 2개의 하위 집합이 존재하고 CD115 및 Ly6C로 표시됩니다. 선천성 면역 동안 이러한 하위 집합의 역할은 추가 조사가 필요합니다. 증거는 단핵구가 DC로 분화하도록 유도될 수 있음을 시사하지만, 이에 대한 결정적인 생체 내 증거는 이전에 부족했습니다. Steinman 연구실의 최근 작업에 따르면 생체 내 정통 DC는 급성 염증 및 감염 시 더 큰 단핵구 풀에서 빠르게 분화되고 동원될 수 있습니다. 이 빠른 재배치는 그람 음성 박테리아 또는 LPS에 의해 유도될 수 있으며 전적으로 TLR4에 의존합니다. 유사하게, 인간 단핵구는 DC로 분화하도록 유도될 수 있지만, 이 과정에 대한 이해는 생체 내 인간 단핵구 유래-DC에 대한 우리의 이해에 큰 차이가 있는 시험관 내 세포 배양으로 제한됩니다. 예비 데이터는 LPS와 같은 마우스의 GLA 투여가 단핵구 풀을 동원하여 Mo-DC가 되도록 할 수 있음을 시사합니다. 생체 내 인간 단핵구가 TLR4 보조제 GLA 투여 후 DC 집단을 빠르게 확장시키는지는 알려지지 않았습니다. 이 재배치의 메커니즘을 이해하면 보조제를 사용하여 DC의 유용성을 빠르게 확장하고 활용하는 방법에 대한 이해가 더욱 높아질 것입니다. 궁극적으로 우리는 보조제 특이적 DC 반응이 T 세포 면역을 개선하고 백신 효과를 향상시킬 것으로 기대합니다.

분리된 보조제를 조사하는 근거 표준 보조제 시험은 조사 중인 보조제를 알려진 허가된 백신과 결합하지만 분리하지는 않는 것으로 구성됩니다. 그러나 앞서 설명한 바와 같이 우리는 GLA가 현재 개발 중인 DC 표적 HIV 백신의 중요한 보조제가 될 수 있기를 희망합니다. DC는 가장 강력한 항원 제시 세포를 나타내며 특히 이 세포에 대한 관심 항원을 표적으로 삼아 개선된 면역 반응을 생성합니다. 그러나 항원을 DC로 표적화할 때 중요한 고려 사항이 있습니다. 항원과 만나는 미성숙 비자극 DC는 항원 특이적 T 세포를 삭제하여 내성을 유발하는 능력이 있으며 DC 표적 항원 백신만으로도 면역 내성을 유발할 수 있습니다. 대조적으로 성숙한 DC는 표적 항원에 대한 강력한 이펙터 T 세포 반응을 유도할 수 있습니다. DC는 TLR 자극에 의해 활성화될 수 있으므로 TLR 자극된 DC 성숙을 DC 표적 항원과 결합하면 최적의 T 세포 매개 면역이 생성될 것입니다. 이론적으로 DC 표적 백신은 DC 성숙 보조제 없이는 제공될 수 없으며 GLA의 특정 효과와 작용은 먼저 분리하여 연구하지 않는 한 알 수 없습니다. 보조제로 궁극적인 DC 표적 HIV 백신 시험을 계획하려면 분리된 GLA의 일시적인 면역 효과를 아는 것도 중요합니다.

GLA 배경 정보 GLA는 6개의 아실 사슬과 단일 인산화 부위를 결합한 새로운 완전 합성 지질 A(천연 LPS의 활성 성분) 분자입니다. 이 LPS 유사 분자의 장점은 박테리아 공급원에서 정제되지 않아 6개의 아실 사슬을 가진 분자만 포함하는 균일한 용액을 허용한다는 것입니다. 이것은 6개의 아실 사슬이 최대 TLR4 활성화를 초래하는 반면 5개 또는 7개의 아실 사슬을 가진 지질 A 분자는 100배 덜 활성이고 4개의 아실 사슬은 면역억제성이기 때문에 중요합니다. MPL은 살모넬라 LPS에서 파생되고 3, 4, 5 및 6개의 아실화된 분자의 이종 혼합물을 나타내는 기존 TLR4 백신 보조제입니다. MPL은 백신 접종 동안 효과적인 체액성 항체 반응을 유도하지만 CD4 T 세포 면역을 생성하지 않기 때문에 많은 단백질 기반 백신에 바람직하지 않은 보조제가 됩니다. 동물 모델에서 Fluzone 백신에 추가된 GLA는 인플루엔자에 대한 체액 및 세포 면역을 향상시킵니다. GLA는 인플루엔자 백신과 함께 안전성에 대해 인체에서 테스트되었지만 개별 효과는 연구되지 않았습니다. 특히 인간의 사이토카인, 케모카인 및 유전자 조절에 대한 독립된 효과는 알려져 있지 않으며 단핵구 하위 집합은 이전에 조사되지 않았습니다.

최적의 제형 및 투여 경로는 알려져 있지 않습니다. 따라서 이 조사의 주요 구성 요소는 안전하고 허용 가능한 제제 및 경로를 결정하는 것입니다. GLA는 근육 내로 0.5μg에서 5μg 범위의 용량으로 Fluzone 백신과 함께 인간에게 투여되었습니다. 그러나 단독으로 테스트되지 않았으며 수중유 안정 에멀젼(GLA-SE)만 사용되었습니다. Fluzone은 반응성 백신이며 Fluzone + 고용량 GLA-SE(5μg)를 투여받은 4명의 환자 중 3명에서 용량 제한 독성이 발생했지만 0.5-2.5μg 사이에서 우수한 안전성 프로필이 관찰되었습니다. 안정한 에멀젼(SE)은 스쿠알렌을 함유하며 2%(vol:vol)로 사용되었습니다. 우리는 GLA-SE 공식에서 이 백분율을 계속 사용할 것입니다. 에멀젼의 필요성을 피하기 위해 GLA의 두 번째 제제가 이후에 개발되었습니다. GLA-AF는 수성이며 이론적으로 부작용 프로필이 감소하고 GLA-SE보다 반응성이 낮아야 합니다. 우리는 GLA의 두 공식을 개별적으로 비교할 계획입니다. GLA-SE(안정한 에멀젼) 및 GLA-AF(수성 제제). GLA-AF는 인간에게 투여된 적이 없으므로 이 버전은 최초의 인간 실험을 나타냅니다. 안전상의 이유로 GLA-AF 주사는 하루 간격으로 이루어져야 하며 누가 GLA-AF를 받을지 알 수 없기 때문에 하루 간격으로 각 코호트의 처음 9명의 피험자를 주사할 것입니다. 이 연구에서 그룹 수의 복잡성으로 인해 각 경로를 코호트로 순차적으로 등록하고 완료합니다. 피하 코호트는 첫 번째 그룹으로 스크리닝, 등록, 무작위 배정 및 주사한 다음 근육 주사합니다.

요약 이 연구는 GLA 제형과 인간의 투여 경로를 비교하기 위한 1상, 무작위, 위약 대조, 이중 맹검 임상 시험이 될 것입니다. 다양한 제형(GLA-SE 대 GLA-AF) 및 경로(SC, IM, ID)의 안전성 및 내약성이 주요 초점이 될 것입니다. 우리의 두 번째 초점은 전신 사이토카인, 케모카인 및 글로벌 유전자 조절을 측정하는 글로벌 면역 반응을 자세히 설명하는 것입니다. 세 번째 초점은 단핵구 및 수지상 세포를 포함한 말초 혈액 면역 세포에 대한 GLA의 효과를 조사하는 것입니다. 이 연구는 GLA-AF에 대한 최초의 인간 데이터를 추가하고 선천적 면역 체계에 대한 GLA의 개별 효과를 자세히 설명합니다. 이 시험의 결과는 GLA + 항원을 사용하는 진정한 보조 시험의 토대를 마련하고 궁극적으로 GLA를 사용하여 인간의 DC 표적 백신을 보조하는 토대를 마련할 것입니다.