CN102712908A - 作为针对麻疹和尼帕病毒传染病的二价疫苗有用的重组体麻疹病毒 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于,提供对尼帕病毒传染病安全且有效的疫苗及在上述疫苗的制造中使用的载体,以及提供对麻疹和尼帕病毒传染病发挥优异的防御效果而且能够消除接种时的复杂性的二价疫苗。根据本发明,提供在麻疹病毒基因组中插入了用来编码参与防御尼帕病毒传染病发病的蛋白的基因的重组体麻疹病毒。参与防御尼帕病毒传染病发病的蛋白优选为作为膜蛋白的G蛋白或F蛋白。进而,本发明还涉及含有上述重组麻疹病毒的、针对麻疹和尼帕病毒传染病的二价疫苗和从采集自感染有上述重组麻疹病毒的动物的体液得到的抗血清。此外,还提供一种针对尼帕病毒传染病的疫苗的制造方法,其特征在于,在针对尼帕病毒传染病的疫苗的制造中使用麻疹病毒作为疫苗载体。
Description
技术领域
本发明涉及具有针对麻疹和尼帕病毒(即,Nipah virus)传染病的疫苗作用的重组体麻疹病毒、含有其的疫苗及由其得到的抗血清。
背景技术
尼帕病毒传染病是1998年~1999年在马来西亚首次出现的新发病毒传染病,有显示激烈的呼吸器症状、脑炎等的265名患者和107名死者。最初的流行发生在养猪地带,并明确了从猪向人扩散传染。自然宿主为狐蝠(fruit bat)。从那之后在马来西亚未见该疾病的再度发生,2003年~2004年,在孟加拉国出现致死率高达70%以上的流行,有50多名死者。在孟加拉国至今仍发散性地发生,每年有一定数量的患者死亡。而且,在孟加拉国的流行中强烈暗示着在猪不参与的情况下也会发生从自然宿主即狐蝠向人的直接传染或从人向人的传播。
人体的临床症状主要为脑炎症状。潜伏期为4~18天,从发热开始,引起头痛、嗜睡。也有声称头僵硬、不安、麻痹、恶心、眩晕的患者。进而,还会出现方向感丧失、混乱状态、异常行为、记忆丧失等症状,在重症例中3~30天后陷入昏睡并死亡。在恢复的情况下在3天~2周左右恢复。呼吸器症状罕见。
尼帕病毒是属于副黏病毒科的亨尼帕病毒属的病毒。最近缘的亨德拉病毒(hendra virus)是1994年在澳大利亚出现的新发病毒传染病的致病病毒,马因出血性肺炎而死亡,从马向人传染,人也因急性呼吸器症状和脑炎而有2人死亡。尼帕病毒和亨尼帕病毒均是以Ephrin-B2这样的具有细胞质信号转导域的跨膜型蛋白作为受体对宿主细胞进行感染。已知在血管内皮细胞、脑神经细胞中发现该Ephrin-B2,由此能够说明尼帕病毒的宽泛的宿主域、引起全身性感染症状的理由之一。
治疗采用通常的病毒性疾病的对症疗法。目前还没有有效的治疗法。此外,也可以使用作为抗病毒剂的病毒唑,其有效性还不明确。在严重程度时,致死率高,恢复后显示作为后遗症的神经症状的例子也较多。在动物实验中表明:作为疫苗,通过使用了表达尼帕病毒的F蛋白和G蛋白的牛痘病毒的免疫,从而取得了一定的效果。但是,不能确认出对AIDS患者等免疫抑制状态的人体的安全性,因此使用了牛痘病毒的重组病毒疫苗并未付诸实用化。
另一方面,麻疹是迄今为止在一般的幼儿期疾病中最常见的疾病。临床的特征为:在发热、鼻伤风、结膜炎等前驱症状之后,在头部出现发疹,接着扩散到胸部、躯干、四肢。常常引发中耳炎、格鲁布性喉炎、支气管炎、支气管肺炎等并发症。在低营养的幼儿因麻疹而死亡的情况下,通常死因为细菌性肺炎。但是,最危险的麻疹并发症是急性感染性脑病,其以每1,000例麻疹病例有1例的比例发生,死亡率约达15%,在众多的病例中即使免除了死亡的风险也会终身留有神经系统后遗症。
在预防接种不太盛行的国家,每2、3年反复大规模的流行,主要多发在晚秋至春天。1963年麻疹疫苗在美国得到认可,在这之前每2、3年反复大规模的流行,据报道在大规模的流行的年份年间有50万人的麻疹患者并有约500人因麻疹而死亡。1963年以后麻疹患者的报道锐减,也不会每2、3年出现大规模的流行,据报道在1983年缩减到年间有1497人的麻疹患者。
但是,在发展中国家,出生后1年以内的幼儿麻疹的死亡率高,世界卫生组织(WHO)将预防接种列入最优先事项并以扩大预防接种的一部分的形式加以实施。与先进国家的情况相比,在这些地域上来自母体的抗体的降低也更快,幼儿从很早起就对麻疹呈敏感性,因此低营养的幼儿的麻疹的死亡是幼儿的死亡的主要原因之一。
麻疹是由分类为副黏病毒科(Paramyxoviridae)、麻疹病毒属(Morbillivirus)的麻疹病毒(Measles Virus)而引起的。病毒粒子具有多态性的椭圆形结构,其直径为100~250nm。在内部的壳体中具有螺旋形的阴性的RNA基因组,外部的被膜具有矩阵蛋白及血球凝集素(H)蛋白、融合(F)蛋白的短的表面糖蛋白(M)突起。H蛋白和F蛋白对病毒的细胞吸附、细胞融合是必要的,M蛋白对病毒的组装(assembly)是必要的。作为病毒蛋白,存在6种结构蛋白和1种非结构蛋白。
作为针对麻疹的疫苗,使用通过以细胞培养对麻疹病毒进行传代而弱毒化的活疫苗,免疫的效果长时间持续。
但是,迄今为止还未见到以麻疹病毒用作尼帕病毒传染病的疫苗的载体这样的构想。
发明内容
发明所要解决的课题
如上所述,对尼帕病毒传染病有效的疫苗还尚未付诸实用化。因此,本发明的目的在于,提供对尼帕病毒传染病安全且有效的疫苗以及在上述疫苗的制造中使用的载体。进而,本发明的目的在于,提供对麻疹病毒及尼帕病毒传染病发挥优异的防御效果而且能够消除接种时的复杂性的二价疫苗。
用于解决课题的手段
本发明人等在开发有效的尼帕病毒疫苗的研讨中,着眼于使用了病毒疫苗载体的疫苗的制作,在其过程中,得出使用麻疹病毒作为载体这样的构思。麻疹病毒其作为活疫苗的安全性和效果得以确立,因此从在诱导有效的免疫反应、能够赋予终生免疫等方面是否能够用作病毒疫苗载体的构想出发,尝试了在麻疹病毒中插入编码防御尼帕病毒感染的抗原的基因而制作重组体麻疹病毒。本发明人等深入研究的结果发现:这样得到的重组体麻疹病毒能够使所插入的外来基因即防御尼帕病毒感染的抗原基因在感染细胞内稳定地表达,从而能够作为多价疫苗用的病毒载体。即,能够得到作为针对麻疹和尼帕病毒传染病的疫苗而有用的重组体麻疹病毒。
因此,本发明的主旨为一种重组体麻疹病毒,其在麻疹病毒基因组中插入了用来编码参与防御尼帕病毒传染病发病的蛋白的基因。
此外,本发明为一种重组体麻疹病毒,其在生物体接种后能够在感染细胞内表达防御尼帕病毒传染病发病的蛋白,且该重组体麻疹病毒具有传播力。
进而,本发明涉及一种上述重组体麻疹病,其特征在于,1个以上的麻疹病毒基因组基因、尤其是麻疹病毒功能蛋白基因发生了改变。
上述重组体麻疹病毒中,可以含有除编码参与防御尼帕病毒传染病发病的蛋白的基因以外的外来基因,例如针对癌特异性标记分子的单克隆抗体的抗原识别部位基因等。
进而,本发明还涉及一种上述重组体麻疹病毒中含有的RNA和一种含有能够转录该重组体麻疹病毒基因组RNA的模板cDNA的DNA。该DNA优选为质粒的形态。
此外,本发明还涉及一种含有上述重组体麻疹病毒的、针对麻疹及尼帕病毒传染病的二价疫苗。进而,还涉及一种从采集自感染有上述重组麻疹病毒的动物的体液得到的抗血清。此外,本发明还提供了一种针对尼帕病毒传染病的疫苗的制造方法,其特征在于,在针对尼帕病毒传染病的疫苗的制造中使用麻疹病毒作为疫苗载体。
发明效果
如以上说明的那样,根据本发明,能够提供给迄今为止未能付诸实用化的针对尼帕病毒传染病的疫苗,而且,麻疹和尼帕病毒传染病的防御通过接种单一的重组体麻疹病毒疫苗而成为可能。此外,利用针对尼帕病毒传染病的抗血清能够诊断和治疗尼帕病毒。
附图说明
图1是表示制作pMV-HL(7+)的概况的图。
图2是表示重组麻疹病毒(MV-NiVG)感染细胞中NiVG的表达的图。
具体实施方式
以下,对本发明的重组体麻疹病毒及含有其的疫苗进行详细说明。
本发明的特征在于,在针对尼帕病毒传染病的疫苗的制造中使用麻疹病毒作为疫苗载体。即,制造在麻疹病毒基因组中插入了用来编码参与防御尼帕病毒传染病发病的蛋白的基因的重组体麻疹病毒,并将其用作疫苗。
在本发明的重组体麻疹病毒的制作中,可以利用例如在日本特开2001-275684号公报中记载的犬瘟热病毒的再构建中使用的反向遗传系统(reverse genetics system)。病毒基因组的改变、外来基因的导入等基因操作以DNA水平进行,因此属于(-)链RNA病毒的麻疹病毒的基因操作中需要得到病毒基因组的cDNA。即,需要经由cDNA而再构建具有传播力的重组体麻疹病毒粒子。更具体而言,得到麻疹病毒基因组RNA的cDNA,并向其中参入目标外来基因,得到重组cDNA。将该cDNA与能够以该cDNA为模板在细胞内转录RNA的单元一起导入到表达与转录复制有关的基因的细胞内,从而能够再构建麻疹病毒粒子。
作为在重组体麻疹病毒的制作中使用的麻疹病毒,只要是能够诱导高效价的中和抗体来对抗野外流行麻疹病毒的麻疹病毒即可,可列举出例如HL株、ICB株等。或者,只要能发生基因工程学上的改变以诱导相应的中和抗体的产生,即使是疫苗株例如Edmonston株也可以利用。
作为外来基因插入到麻疹病毒基因组的尼帕病毒的基因,只要是编码防御尼帕病毒传染病发病的蛋白的基因即可,可例示为编码病毒膜蛋白的F基因、G基因等。
尼帕病毒的全部基因的碱基序列已经被确定,例如,F基因和G基因的碱基序列也分别记载在数据库GenBank的AF212302中而是已知的,因此,通过使用基于该已知序列而设计的引物,并使用从尼帕病毒感染细胞提取的RNA,从而能够得到F基因、G基因的cDNA。
麻疹病毒的基因组在两端具有参与病毒的复制的前导序列和尾随序列,在其间具有编码病毒的构成蛋白的N、P、M、F、H和L基因。N蛋白从3′末端起顺次与病毒RNA结合并包装。由P基因生成P蛋白、V蛋白、C蛋白三种蛋白,明确了P蛋白作为RNA聚合酶的小亚基参与病毒的转录复制。L蛋白作为RNA聚合酶的大亚基发挥作用。M蛋白从内侧支撑病毒粒子结构,F蛋白和H蛋白与向宿主细胞的侵入有关。
在制作本发明的重组体麻疹病毒时,首先,由上述那样的麻疹病毒制备基因组RNA,制作其cDNA。cDNA接续到特定的启动子下游,沿着cDNA接续的方向转录基因组RNA或cRNA。利用基因工程学上的操作在该cDNA中插入上述的尼帕病毒的基因的cDNA,制作重组cDNA。
在本发明的重组体麻疹病毒的制作中,麻疹病毒基因组中的、插入编码防御尼帕病毒感染的抗原的基因的部位,没有特别的限制,可以插入到N、P、M、F、H和L基因的各基因之间及N基因的上游。
在制作麻疹病毒基因组的cDNA时,若在编码构成病毒的蛋白的N、P、M、F、H和L基因的各基因之间适当配置限制酶识别序列,则能够容易地进行目标外来基因的插入,能够选择显示最佳的外来蛋白表达的部位。作为在各基因之间配置限制酶识别序列的具体例,例如有实施例1中使用的质粒pMV(7+)(参照图1)。
就本发明的重组体麻疹病毒而言,只要对尼帕病毒的感染防御有效且保持传播力,则可以在重组体中含有的RNA的任意部位插入其他任意的外来基因,并且任意基因组基因可发生缺失或改变。作为所插入的其他外来基因,可列举出编码能够在宿主内表达的引发病毒、细菌及寄生虫的病原性的各种蛋白的基因、编码各种细胞因子的基因、编码各种肽激素的基因、编码抗体分子内的抗原识别部位的基因等。例如有针对流感病毒,腮腺炎病毒,HIV,登革热病毒,白喉、利什曼等或癌特异性标记分子的单克隆抗体的抗原识别部位基因等。插入的外来基因的表达量可通过基因插入的位置或基因前后的RNA碱基序列来调节。此外,例如为了使参与免疫原性的基因失活或提高RNA的转录效率、复制效率,可以改变参与麻疹病毒的RNA复制的一部分基因。具体而言,可列举出间插序列、前导部分的改变。
将按上述方式实施了基因操作的麻疹病毒基因组的cDNA与能够以该DNA为模板在细胞内转录RNA的单元一起导入到全部表达麻疹病毒或近缘种病毒的转录复制酶群的宿主中,从而能够生成重组体病毒。作为能够转录RNA的单元,例如表达作用于特定启动子的DNA依赖性RNA聚合酶的DNA,实施了上述基因操作的cDNA接续到该特定启动子下游。作为该单元的具体例,例如表达T7RNA聚合酶的重组牛痘病毒、人为地参入T7RNA聚合酶基因的培养细胞等。
与该单元一起导入cDNA的宿主,只要是全部表达麻疹病毒或近缘种病毒的转录复制酶群的宿主、即同时表达N蛋白、P蛋白和L蛋白、或与它们具有同等活性的蛋白的宿主即可。例如,使用在染色体上具有编码这些蛋白的基因的细胞,或者也可在细胞中适当导入具有编码N蛋白、P蛋白和L蛋白的各蛋白的基因的质粒。优选的是,可以使用导入了具有N基因、P基因和L基因的适当质粒的293细胞或B95a细胞等。
按照上述方式得到的本发明的重组体麻疹病毒含有编码防御尼帕病毒传染病发病的蛋白的基因,如该基因通过以下的实施例所证实的那样,在重组体病毒接种后在感染细胞内表达防御尼帕病毒传染病发病的蛋白,因此,发挥尼帕病毒的增殖防御效果。而且,该重组体病毒作为麻疹病毒的功能得以维持,因此作为针对麻疹的疫苗也是有效的。
利用本领域通用的方法,将本发明的重组体麻疹病毒与根据需要的药学上可接受的载体、适当的添加剂混合,从而可以制造本发明的疫苗。药学上可接受的载体为不会对投与对象产生有害的生理学反应且不会与疫苗组合物的其他成分发生有害的相互作用的稀释剂、赋形剂、粘合剂、溶剂等,例如可以使用水、生理食盐水、各种缓冲液。作为可使用的添加剂,可例示为佐剂(adjuvant)、稳定剂、等渗剂、缓冲剂,助溶剂、悬浮剂、防腐剂、冻害防止剂、冷冻保护剂,冷冻干燥保护剂、抑菌剂等。
疫苗的剂型可以是液状、冷冻或冷冻干燥的任意一种。用培养基、培养细胞等适当培养,采集所得的培养液,添加稳定剂等添加剂,分注到小分瓶、安瓿等后,盖严,从而可以制造液状疫苗。分注后,使其缓缓地降低温度,将其冷冻后,成为冷冻疫苗,并预先添加冻害防止剂、冷冻保护剂。在冷冻干燥机中对分注的容器进行冷冻,接着进行真空干燥,在直接盖严或填充氮气后盖严时,可以得到冷冻干燥疫苗。液状疫苗直接使用或用生理食盐水等稀释后使用,在冷冻和干燥疫苗中,在使用时可使用用于溶解疫苗的溶解用溶液。溶解用溶液为各种缓冲液、生理食盐水。
作为用于提高免疫原性的佐剂,可以使用本领域惯用的佐剂,例如可例示为BCG、Propionibacterium acnes等菌体,细胞壁、海藻糖二霉菌酸酯(TDM)等菌体成分,革兰氏阴性菌的内毒素即脂多糖类(LPS)、类脂A成分、β-葡聚糖、N-乙酰胞壁酰二肽(MDP)、苯丁抑制素(bestatin)、左旋咪唑等合成化合物,胸腺激素、胸腺因子、促吞噬肽(tuftsin)等生物体成分来源的蛋白,肽性物质,弗氏不完全佐剂(Freund′s incompleteadjuvant),弗氏完全佐剂(Freund′s complete adjuvant)等。
疫苗的投与可通过皮下投与、肌肉内投与、静脉内投与等来进行。投与量根据受试者的年龄、体重、性别、投与方法等而不同,虽然无特别限制,但是,通常优选每次104~107TCID50的范围,至少为105TCID50是特别优选的。投与优选与麻疹疫苗同样地进行。
此外,使动物感染上述重组体麻疹病毒,并由体液得到抗血清等,也可以在治疗、诊断中使用。
通过以下实施例更具体地说明本发明,但本发明不受这些实施例的限定。
实施例1
具有尼帕病毒G蛋白基因的重组麻疹病毒(MV-NiVG)的制备
重组MV的制备中所需的感染性cDNA克隆使用pMV(7+),pMV(7+)按照以下方式制作:以麻疹病毒的野外株HL株的全基因组基因序列为基底,在编码构成病毒的蛋白的6种基因的两端人为地配置限制酶识别序列,从而制作出pMV(7+)(图1)。
作为尼帕病毒的膜蛋白之一的G蛋白基因的cDNA使用由尼帕病毒感染vero细胞提取的总RNA通过RT-PCR而获得。NiV-G cDNA用附加有FseI限制酶识别序列的引物再度扩增,对质粒载体进行克隆,检测碱基序列。以FseI切断该质粒而得到的Niv-G cDNA插入到pMV(7+)的N基因与P基因之间的FseI部位,得到用来制备具有尼帕病毒的G基因的重组麻疹病毒的感染性cDNA克隆pMV-NiVG。
重组麻疹病毒的再构建实验按照以下方式进行。
在6孔板中以1,000,000个细胞/孔添加实施了通常的胰蛋白酶处理的293细胞,并添加含5%牛胎儿血清的DMEM培养基2ml,在5%CO2、37℃的条件下培养24小时。去除培养液,在孔中添加将感染复数(moi,multiplicity of infection)被调整为2的表达T7 RNA聚合酶的重组牛痘病毒MVA-T7悬浮于0.2ml的PBS中而得到的溶液。每10分钟摇晃孔板使病毒液遍布全部孔中,使其感染1小时。1小时后去除病毒液,在各孔添加2ml的培养基后,滴加100μl的cDNA溶液。cDNA溶液的调制按以下方式进行。
在1.5ml的取样管中分别采集1μg、1μg、0.1μg在麻疹病毒的复制中所需的质粒pGEM-NP、pGEM-P、pGEM-L,再添加1μg pMV(7+)-NiVG和灭菌蒸馏水,调制核酸溶液10μl。在另一取样管中准备DMEM培养基0.08ml,向其中滴加10μl的Fugene 6(Roche Diagnostics),混合后,以该状态在室温下静置5分钟。将其与核酸溶液进行调合,再在室温下静置15分钟以上,制成cDNA溶液。
将含有上述孔的孔板在5%CO2、37℃的条件下培养3天。在第3天去除培养基,按照1,000,000个细胞/孔的量添加悬浮在含5%牛胎儿血清的RPMI-1640培养基中的B95a细胞,在293细胞之上形成复层。再在5%CO2、37℃的条件下培养该孔板直至观察到细胞毒性效果(CPE)。
根据RT-PCR和序列确认制成了重组麻疹病毒(MV-NiVG)。
实施例2
在重组麻疹病毒(MV-NiVG)感染细胞中的尼帕病毒G蛋白表达的
确认
使B95a细胞感染MV-NiVG,在48小时后用4%多聚甲醛固定细胞,用0.2%TritonX-100对其进行浸透化。添加稀释了1000倍的抗NiVG抗体(家兔血清),使其在室温下反应1小时。除去NiVG抗体,用PBS清洗3次后,添加稀释了2000倍的FITC标记抗家兔IgG抗体,使其在室温下反应30分钟。去除抗家兔IgG抗体,用PBS清洗5次后,使用共聚焦激光显微镜对感染细胞进行了观察。其结果为,仅在MV-NiVG感染细胞中确认到FITC的荧光,可确认出NiVG抗原的表达(图2)。
Claims (10)
1.一种重组体麻疹病毒,其是在麻疹病毒基因组中插入编码参与防御尼帕病毒传染病发病的蛋白的基因而成的。
2.一种重组体麻疹病毒,其在生物体接种后能够在感染细胞内表达防御尼帕病毒传染病发病的蛋白,该重组体麻疹病毒具有传播力。
3.根据权利要求1或2所述的重组体麻疹病毒,其特征在于,1个以上的麻疹病毒基因组基因发生了改变。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的重组体麻疹病毒,其特征在于,其还含有除编码与防御尼帕病毒传染病发病相关的蛋白的基因以外的外来基因。
5.一种RNA,其为权利要求1~4中任一项所述的重组体麻疹病毒中含有的RNA。
6.一种DNA,其含有能够转录权利要求5所述的重组体麻疹病毒基因组RNA的模板cDNA。
7.根据权利要求6所述的DNA,其特征在于,其为质粒的形态。
8.一种针对麻疹和尼帕病毒传染病的二价疫苗,其含有权利要求1~4中任一项所述的重组体麻疹病毒和药学上可接受的载体。
9.一种抗血清,其为从采集自感染有权利要求1~4中任一项所述的重组体麻疹病毒的动物的体液得到的抗血清。
10.一种针对尼帕病毒传染病的疫苗的制造方法,其特征在于,在针对尼帕病毒传染病的疫苗的制造中使用麻疹病毒作为疫苗载体。
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