DK163931B - Fremgangsmaade til fremstilling af hbsag, en dna-vektor og en gaercelle indeholdende denne dna-vektor til brug ved fremgangsmaaden - Google Patents

Description

DK 163931 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af HBsAg. Fremgangsmåden er ejendommelig ved det i krav 6's kendetegnende del anførte.

5 Opfindelsen angår også en DNA-overføringsvektor som angivet i krav 1.

Derudover angår opfindelsen en gærcelle indeholdende en DNA-overføringsvektor, der er ejendommelig ved det i krav 10 10's kendetegnende del anførte, samt et gærcelle fermenteringsmedium indeholdende en sådan gærcelle.

Hepatitis B virus betragtes som et større, verdensomspændende alment sundhedsproblem. Foruden den udbredte 15 forekomst af viral hepatitis og persistensen af asymptomatiske bærerstadier har Hepatitis B virus været impliceret i ætiologien af hepatocellulær carcinom. Se Tiollais, P., et al., Science 213, 406 (1981) for en nyere oversigt over den molekylære biologi for Hepatitis 20 B virus.

Et større forsøg i den løbende forskning er at fremstille en egnet vaccine til tilvejebringelse af bekyttende immunitet mod viral infektion. En indgangslinje til 25 fremstilling af en egnet vaccine har involveret forsøg på at rense den antigene hovedkomponent i viruset, overfladeantigenet. Herefter anvendes symbolet HBsAg til at identificere HBV-overfladeantigen opnået fra præparater af intakt virus (Dane-partikler) eller renset fra serum 30 af hepatitisbærere. Skelly, J. et al., Nature 290, 51 (1981) har rapporteret rensningen af vandopløselige proteinmiceller af renset HBsAg. En betydelig begrænsning i denne tilnærmelse har været, at mængden af materiale, som kan fremstilles, afhænger af tilgængeligheden af 35 dononer. Der kendes ingen teknik til at dyrke viruset i kultur; derfor er der foruden begrænsninger i mængden af kildemateriale en risiko for kontaminering eller for-

DK 163931 B

2 urening af vaccinen med aktivt virus eller andre komponenter fra donorserum, og der er mulighed for heterogenitet i produkter opnået fra forskellige dononer.

5 En anden tilnærmelse har været forsøget på at syntetisere peptider, der frembringer antistoffer mod HBsAg baseret på aminosyresekvensen i proteinet udgørende overfladeantigenet (S-protein) og modulstudier forudsigende de mest sandsynlige antigene determinanter. Se f.eks. R.A.

10 Lerner et al., Proc. Natl. Acad Sci. USA 78, 3403 (1981).

Et sådant arbjde er på et yderste indledningsvist stadium, og det kan være vanskeligt at bedømme, hvorvidt tilnærmelsen kan give antigener med en praktisk grad af immunogenicitet til en rimelig pris.

15

En tredie tilnærmelse, der gør brug af rekombinant-DNA-teknik, er syntesen af S-protein, HBsAg eller et immunologisk reaktivt ækvivalent med en mikroorganisme, hvorved en mikroorganisme udstyres med en genetisk evne til at 20 danne S-protein, HbsAg eller et immunologisk reaktivt ækvivalent i store mængder i fravær af andre virale genprodukter. Denne tilnærmelse eliminerer muligheden for kontaminering af virus eller andre virale komponenter og tillader produktion i stor skala på økonomisk forsvarlig 25 måde. Det er endvidere muligt ved passende manipuleringer af det genetiske materiale at modificere sekvensen i det protein, der udgør vaccinen, for at modificere dets bivirkninger eller gøre vaccinen polyvalent. Dertil er hele genomet af HBV blevet klonet i E. coli, og hele dets 30 nukleotidsekvens er bestemt (Charnay, P. et al., Nucl.

Acid Res. 7, 335 (1979); Galibert, F. et al., Nature 281, 646 (1979); Valenzuela, P. et al., Animal Virus Genetics (red. B. Fields, R. Jaenisch og C.F. Fox) Academic Press,

New York, N.Y. (1980) side 57). Et enkelt område af dette 35 genom viste sig at indeholde koden til S-protein og også til-en lang forsekvens på 163 aminosyrer. Strukturen af HBsAg menes at bestå af to S-protein-kæder knyttet sammen

DK 163931 B

3 med in termo leky lære disulfidbindinger og holdt i en bestemt stadfæstelse med yderligere intramolekylære disulfidbindinger. En af de to kæder synes at være glyco-syleret. I bærernes serum forekommer HbsAg ofte i form af 5 sfæriske partikler med en middeldiameter på 22 nm, hvilket menes at være aggregater af de netop beskrevne S-protein-dimere, og som muligvis indeholder lipider. I den virale kappe er HbsAg forbundet med den lipidholdige virale kappe, som menes at være afledt fra membran-10 komponenter i værtscellen.

HBsAg’s antigenicitet og immunogenicitet afhænger af adskillige faktorer, der ikke alle er særlig godt forstået. Det er blevet iagttaget, at reduktion af disulfid-15 bindingerne reducerer antigeniciteten og immunogeniciteten mærkbart (Mishiro, S. et al., J. Immunol. 124, 1589 (1980) ). Derfor menes den tertiære konfiguration, der bidrages af de intramolekylære og intermolekylære disulfidbindinger, at bidrage til antigenicitet og immuno- 20 genicitet. Bidraget fra andre faktorer, såsom udstræk ningen og naturen af glycosylering og associering med lipid, er uklart, skønt alt menes at bidrage i nogen grad. Aggregering i partikler, såsom ovennævnte 22 nm partikler, menes at bidrage væsentligt til forøgelse af 25 immunogeniciteten.

S-proteinet er blevet syntetiseret i E. coli i form af et fusionsprotein (Edman, J.C. et al., Nature 291, 503 (1981) ). Produktet indeholdt 183 aminosyrer af præ-beta- 30 lactamase, 5-10 glycinrester og 204 aminosyrer af S- protein manglende 22 aminosyrer af aminoterminalenden. Fusionsproteinet var immunoudfældeligt med anti-HBsAg IgG.

35 Da det er kendt, at S-protein-dimere (Mishiro et al., supra) og 22 nm partikler med indhold af HBsAg (Cabrall, G.A. et al., J. Gen. Virol. 38, 339 (1978)) er mere anti- 4

DK 163931 B

gene end det associerede S-protein, ville det være yderst ønskeligt at finde et biologisk system, der er i stand til at producere HBsAg eller et dermed immunologisk reaktivt ækvivalent direkte i væsentlige mængder.

5

Trinene til konvertering af S-protein til HBsAg eller til 22 nm partikler forstås ikke fuldt ud, og det vides heller ikke, i hvilken grad de er værtscellespecifikke. Endvidere synes S-protein-genet at kode for en usædvanlig 10 lang præsekvens på 163 aminosyrer, hvis funktionelle betydning, hvis den har nogen, er ukendt. Det er faktisk uvist, hvorvidt præsekvensen rent faktisk translateres i den virusinficerede celle. Gær (Saccharomyces cerevisiae) blev valgt som værtscelle, i hvilken man ville forsøge 15 ekspression af HBsAg, af følgende grunde: Gær dyrkes let i kultur i store mængder. Teknologien af gærkultur i stor skala forstås faktisk godt. Endvidere er gær eukaryotisk, så man håber, at nogle af de posttrans lat ionale procestrin, som udføres i en normal værtscelle, kan udføres i 20 gær. På grund af de komplekse posttranslationale begivenheder, som konverterer S-protein til HBsAg, hvoraf nogle kan være værtscellespecifikke, er den heri anvendte nomenklatur beregnet til at skelne forskellige antigene former, der iagttages fra det heri omhandlede arbejde.

25 Det ubearbejdede translationsprodukt af strukturgenet for overfladeantigen kaldes S-protein. Det antigen, der isoleres fra plasma af inficerede dononer, fra Dane-partikler og fra humane hepatoma-cellekulturer, benævnes HBsAg. Ekspressionsproduktet fra overfladeantigen-genet i 30 gær kaldes Y-HBsAg. Udtrykket immunologisk reaktivt ækvivalent af HBsAg er en generel betegnelse for et vilkårligt immunologisk krydsreaktivt præparat omfattende S-protein eller en del deraf, hvorpå Y-HBsAg er et eksempel.

Gær-har aldrig tidligere været anvendt til ekspression af generne fra et virus, som normalt mangfoldiggøres i en 35

DK 163931 B

5 derfra forskellig organisme. Til teknikkens stade hørende forsøg på at udtrykke heterologe proteiner i gær har givet blandede resultater. Et forsøg på at udtrykke kaninglobin, under kontrol af dets egen promoter, synes 5 at have været uden held ved translation af proteinet (Beggs, J.D. et al., Nature 283, 835 (1980)). Et gen kodende for et Drosophila-gen har været rapporteret som værende i stand til at komplementere en gær-ade-8-mutant under betingelser med selektivt tryk til genetisk komple-10 mentering. Isolering af et funktionelt protein fra gærstammen har ikke været rapporteret. Genet for human leukocyt-interferon er blevet udtrykt i gær, under kontrol af gær-ADHl (alkoholdehydrogenase) promoteren. I dette tilfælde krævede vellykket dannelse af et aktivt 15 protein ikke posttranslational behandling eller samling af komponenter.

DNA-overføringsvektorer egnede til overføring og repli-kation i gær er blevet udviklet (Broach, J.R. et al., 20 Gene 8, 121 (1979); Hartley, J.L. et al., Nature 286, 860 (1980)). De fleste gærvektorer, der for tiden er i anvendelse, er afledt fra E. coli vektorer, såsom pBR322, hvori der er blevet indsat et gær-replikationsstart-område. To typer gær-replikationsstartområder er til-25 gængelige. Det første, afledt fra et ubikvitært, naturligt forekommende gærplasmid, der almindeligvis betegnes som 2-mikron-cirklen, tildeler evnen til at replikere uafhængigt af gærkromosomalt DNA. En anden klasse vektorer indeholder en replikationsstartområdesekvens benævnt 30 arsi (autonomous replication sequence), afledt fra det gærkromosomale replikationsstartområde, som også giver autonom replikationskapabilitet. Fordi der forefindes både bakterie- og gærreplikationsstartområder i samme vektor, kan de anvendes i begge organismer. Selektion kan 35 foretages for bakterielle systemer ved indføring af antibiotiske resistensgener, såsom ampicillin- og tetra-cyclinresistensgenerne fra pBR322. Selektion i gær-

DK 163931 B

6 systemer kan typisk tilvejebringes ved indføring af et gærgen der komplementerer en mutation i en egnet auxotrof værtsstamme. De studier, der er rapporteret heri, gør hensigtsmæssigt brug af gærvektorer indeholdende en 5 promoter isoleret fra gærgenet, der koder for alkohol-dehydrogenase (ADH1). (J.L. Bennetzen et al., J.

Biol. Chem., 257, 3018 (1982)).

ADHl-promoterområdet blev isoleret fra 5'-sideregionen af 10 gær-ADHl-genet. Et fragment indeholdende ca. 1600 basepar af ADH1-sekvensen strækkende sig ud fra stilling -1550 til +17 i kodeområde blev fusioneret med gær-CYCl-kodningssekvensen. Studier af transkription af den tilknyttede CYC1-kodningssekvens viste, at transkriptions-15 startspecificitet kunne overføres fra ét gærgen til et andet. Mindre fragmenter, der mangler hele ADH-kodnings-området, har derefter været konstrueret og har vist sig i stand til at udtrykke human interferon. Et sådant fragment, betegnet 921, afsluttes efter stilling -9 og blev 20 anvendt ved de foreliggende studier.

Fordi der findes stoffer, der er reaktive med anti-HBsAg-antistof på flere former, er der,heri blevet anvendt en nomenklatur for at skelne mellem disse former. Transla-25 tionsproduktet af HBV-overfladeantigen-gen er benævnt S-protein. S-protein har 226 aminosyrer, hvis sekvens er blevet udledt fra nukleotidsekvensen af dets gen og ved delvis sekvensanalyse. HBsAg som anvendt heri omfatter hoved-overfladeantigenkomponenten af HBV, der findes i 30 inficerede patienters serum og i Alexander-celler, en hepatocellulær carcinom-cellelinje, som syntetiserer og udskiller 22 nm HBsAg-partikler (J.J. Alexander et al., S. Afr. Med. J. 50, 1124 (1976)). Både S-protein og HBsAg er antigene, men sidstnævnte er mere reaktivt mod anti-35 HBVrantistof og betragtes som mere immunogent. Da strukturen af HBsAg ikke er fuldt ud karakteriseret, og bidragen til antigenicitet og immunogenicitet af

DK 163931 B

7 forskellige modificerende trin ikke forstås fuldt ud, omfatter det heri anvendte udtryk HBsAg enhver modificeret form for S-proteinet, som bidrager til dets antigene og immunogene egenskaber, herunder, men ikke 5 udelukkende, demerisering, glycosylering og partikelsamling.

Den foreliggende opfindelse angår syntese af HBsAg i gær.

Gærudtrykkelsesvektorer omfattende en gærpromoter, ADH1, 10 har været konstrueret. Området af HBV-genomet, der koder for S-proteinet, bortset fra en mulig præsekvens på 163 aminosyrer, er blevet overført til gærudtrykkelses-vektoren.

15 Under anvendelse af den beskrevne gærvektor har man opnået vellykket syntese af HBsAg med gær. Produktet er antigenisk (reaktivt med anti-HBsAg), og en væsentlig del forekommer ifølge elektronmikroskopet associeret med partikler identiske med de, der findes i serum hos HBV-20 inficerede patienter og i Alexander-celler, men med mindre partikelstørrelsesdiameter. HBsAg syntetiseret med gær sedimenterer på samme måde som renset, naturligt forekommende HBsAg-partikler renset fra Alexander-celler som målt ved saccharose-gradientsedimentation. Den fore-25 liggende opfindelse viser syntese og udformning af en multikomponent struktur af højere orden resulterende fra udtrykkelse af et heterologt DNA-kodningssegment i en mikroorganisme.

30 Den foreliggende opfindelse menes at være det første tilfælde af biosyntese og partikelsamling af et virusprotein i en heterolog vært, hvor den heterologe vært (i dette tilfælde gær) på en udviklingsskala er langt fra den normale vært (mennesket). Opfindelsen blev gjort 35 mulig ved udvikling af autonomt replikerende DNA-over-føringsvektorer for gær og også ved kloning og karakterisering af HBV-genomet i bakterier. I den foreliggende

DK 163931 B

8 opfindelse blev promotoren for gær-ADHl-genet anvendt til at tilvejebringe en høj grad af transkription af det indsatte S-protein-kodningsområde. I princippet kunne enhver gær-promoter anvendes i stedet, foretrukkent en 5 aktiv gærpromoter, som giver en høj transkriptionsgrad.

Andre egnede aktive promoterer for gær omfatter de, der er beregnet til glyceraldehyd-3-phosphat-dehydrogenase, aldolase, pyruvat-kinase og phosphoglycerat-kinase. Det kan være, at heterologe promoterer, såsom HBV-S-protein-10 promoteren, også kan anvendes. For tiden foretrækkes imidlertid anvendelsen af gærpromoterer.

S-protein-genet har tre potentielle punkter for initiering af translation. De første to er AUG-codoner lokali-15 seret ca. 70 og 90 basepar fra den formodede HBV-S-pro-tein-promoter. Det tredie, som begynder den kendte kodesekvens for udviklet S-protein, findes 522 og 489 basepar fra henholdsvis første og andet startpunkt. Det tredie potentielle startpunkt er derfor meget længere væk fra 20 HBV-S-protein-promoteren. For tiden er det uvist, hvilken af AUG-codonerne, der er det faktiske startpunkt for translation. Hvis translation indikeres ved enten første eller anden potentielle startcodon, vil transkriptionen enten omfatte kodningssekvensen for en usædvanlig lang 25 leder med 163 aminosyrer, som må fjernes ved post-translationel behandling, eller den består af en usædvanlig intron, som fjernes ved post-transkriptionel behandling.

Hvis den tredie AUG er det aktuelle initieringspunkt, er der et usædvanligt stort mellemrum mellem promoteren og 30 startcodonen.

De heri præsenterede data viser, at Y-HBsAg er et partikulært, immunologisk krydsreaktivt ækvivalent af HBsAg, som afviger fra sidstnævnte på flere måder, skønt dets 35 morfologiske udseende i elektronmikroskopet ligner HBsAg*s udseende. Endvidere viser data, at Y-HBsAg kan være i det mindste lige så antigent pr. vægtenhed, som

DK 163931 B

9 HBsAg, og Y-HBsAg kan være mindst lige så effektivt som HBsAg ved udlæsning af antistof, der er reaktivt over for HBsAg i gnavere og primater.

5 Udtrykkelseshastigheden for S-protein-kodningssegmentet kan forbedres ved en række forskellige midler. Disse omfatter modificering af udtrykkelsesvektorerne til optimering af mellemrummet mellem promoteren og startcodonen i kodningssegmentet for at optimere hastigheden for trans-10 lationsinitiationen. Additionen af en terminatorsekvens, som dirigerer terminering af transkription ved et punkt i den 3'-utranslaterede region efterfulgt af stopcodonen af kodningssegmentet forbedrer udtrykkelse, sandsynligvis ved at stabilisere mRNA-transkripterne. I fraværet af et 15 termineringssignal er det blevet iagttaget, at optimering af længden af den 3' -utranslaterede region i sig selv forøger udtrykkelse.

Tilpasningen af midler til forbedring af vektorstabilitet 20 forøger også udbyttet af udtrykkelsesproduktet fra en kultur. Mange vektorer tilpasset til kloning i gær omfatter genetiske markører for at- sikre vækst af transformerede gærceller under selektionstryk, f.eks. ved at indføre et TRPl-gen for at tillade væksten af en trpl~-25 vært i medium manglende tryptophan. Værtscellekulturer indeholdende sådanne vektorer kan indeholde store antal utransformerede segreganter, når de dyrkes under ikke-selektive betingelser, specielt når de dyrkes til høje celletætheder. Derfor er det fordelagtigt at anvende ud-30 trykkelsesvektorer, som ikke kræver vækst under selektionsbetingelser, for at muliggøre vækst til stor tæthed og for at minimere andelen af utransformerede segregan ter. Vektorer, som indeholder en væsentlig del af det naturligt forekommende 2-cirkel-plasmid er i stand til at 35 replicere stabilt med minimal segregation af utransformerede celler, selv ved stor celletæthed, når der transformeres i værtsstammer, der hidtil har manglet 2-mikron-

DK 163931 B

10 cirkler. Sådanne værtsstammer betegnes cirkel nul (cir°) stammer. Desuden kan hastigheden for cellevæksten ved lav celletæthed forbedres ved inkorporering af regulerende kontrol med promoteren, så at udtrykkeisen af S-protein-5 kodningsregionen minimeres i fortyndede kulturer, såsom den tidlige log-fase til mellem-log-fasen, og derpå anvendes til maksimal udtrykkelse ved høj celletæthed. En sådan kontrolstrategi forøger effektiviteten af cellevæksten i fermenteringsprocessen og reducerer 10 yderligere frekvensen af segregation af utransformerede celler.

I de efterfølgende eksempler er mange af teknikkerne, reaktionerne og separationsprocedurerne allerede vel-15 kendte i teknikken. Alle enzymer er, med mindre andet er angivet, tilgængelige fra én eller flere kommercielle kilder, såsom New England BioLabs, Beverly, Massachusetts; Collaborative Research, Waltham, Massachusetts;

Miles Laboratories, Elkhart, Indiana; Boehringer Bio-20 chemicals Inc., Indianapolis, Indiana og Bethesda Research Laboratory, Rockville, Maryland, for at nævne nogle få repræsentative kilder. Puffere og reaktionsbetingelser for restriktionsenzymnedbrydning blev anvendt ifølge anbefalinger givet af fremstilleren for hvert 25 enzym. Delvise nedbrydninger med restriktionsenzymer blev udført under anvendelse af en reduceret enzymkoncentration, som var forudbestemt ved indledende forsøg for hver enzymportion. Standardmetodologi for andre enzymreaktioner, gelelektroforese-adskillelser og E. coli 30 transformation findes i Methods in Enzymology, bind 68, red. Ray Wu, Academic Press (1979). Transformation af gærprotoplaster blev udført i det væsentlige som beskrevet af Beggs, (Nature 275, 104-109 (1978)).

35 Stammer af E. coli, der er nyttige til transformation, omfatter X1776; K12 stamme 294 (ATCC nr. 31446); RR1 og HB101. Gærstammer XV610-8c med genotypen (a ade2 ade6

DK 163931 B

11 leu2 lysi trpl canl) og GM-3C-2, G. Faye et al., Proc.

Natl. Acad. Sci. USA 78, 2258 (1981) Genotype: (a Leu2

Trpl His4 CYC1-1 CYP3-1), blev anvendt til gærtransfor-mationer. Bakterier blev dyrket og valgt efter procedurer 5 beskrevet af J.H. Miller, Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y. (1972). Gær blev dyrket på følgende medier: YEPD indeholdende 1% (vægt/volumen) gærekstrakt, 2% (vægt/volumen) pepton og 2% (vægt/volumen) glucose; og i 10 tilfælde af plademedier 3% (vægt/volumen) agar. YNB plus CAA indeholdt 6,7 g gær-nitrogenbase (Difco Laboratories, Minneapolis, Minnesota), 10 mg adenin, 10 m uracil, 5 g casaminosyrer (CAA) (Difco), 20 g glucose; og i tilfælde af plademedier 30 g agar pr. liter. Selektion for 15 tryptophan-prototrofi blev foretaget på plader indehol dende 6,7 g gær-nitrogenbase (manglende aminosyrer) og supplementeret for alle vækstkrav for stammen, der skulle overføres, bortset fra tryptophan.

20 Opfindelsen forklares nærmere ved hjælp af de efterfølgende eksempler.

EKSEMPEL 1 25 Konstruktion af gærvektorer

To gærvektorer er blevet konstrueret, en med arsi-replikat ionsstartområde, den anden omfattende et 2 μ cirkel-replikationsstartområde.

30

Plasmidet pFRP-921 er tidligere beskrevet af Hitzeman et al., Nature 293, 717 (1981). Vektoren indeholder ampicil-lin- og tetracyclinresistensgenerne og replikationsstart-område fra bakterielt plasmid pBR322, gær arsl-replika-35 tionsstartområde og trpl-gen sammen med ADHl-promoter-frgmentet, betegnet 921, afsluttet efter stilling -9 i nukleotidsekvensen. Fig. 1 viser et kort af pFRP-921.

DK 163931B

12

Plasmid pMA56 indeholdt sekvensen af bakterieplasmidet pBR322, et gær trpl-gen for selektion i gær, gær 2 u cirkel-replikationsstartområdet og et ADH1 promoter-fragment betegnet 906 afsluttet efter nukleotid -15 ved 5 3'-enden. Trin og konstruktion af pMA56 er skitseret som følger og afbildet i diagrammet i .fig. 2.

Plasmid YRp7* (D.T. Stinchcomb et al., Nature 282, 39 (1979)) indeholdende gær trpl- og arsi-sekvenser indsat 10 ved EcoRI-stedet i pBR322 blev anvendt som udgangsmateriale. Som følge af indsætning af gærsekvensen indeholdt plasmidet to EcoRI-steder (fig. 2). Et af disse steder blev fjernet ved delvis nedbrydning med EcoRI-endonuklease til nedbrydning i gennemsnit af kun to af 15 stederne pr. molekyle. De resulterende uparrede ender af de lineære molekyler blev udfyldt ved reaktion katalyseret med DNA polymerase I (Klenow fragment), og de resulterende afstumpede ender blev genforenet ved en DNA-1igasekatalyseret reaktion til genoprettelse af et lukket 20 cirkulært DNA-molekyle. Et af de resulterende plasmider, betegnet pFRT, blev valgt, da det- havde bibeholdt EcoRI-stedet ved siden af arsi-området.

Som vist på fig. 2 blev arsl-replikationsstartområdet 25 omgivet af et Pstl-sted og et EcoRI-sted. På samme tid indeholdt plasmidet YEpl3 (Broach et al., supra) 2 μ. cirkel-replikationsstartområde tilsvarende omgivet af et Pstl-sted og et EcoRI-sted. Derfor gav spaltning af pFRT og YEpl3 med PstI- og EcoRI-endonukleaser et stort line-30 ært fragment manglende et gærreplikationsstartområde fra pFRT og et lille DNA-fragment omfattende 2 n cirkel-replikationsstartområdet fra YEpl3. Plasmid pFRT blev nedbrudt med Pstl-endonuklease under partielle nedbrydningsbetingelser til reduktion af hyppigheden af spalt-35 ning ved Pstl-stedet inde i ampicillinresistensgenet. De ønskede fragmenter blev renset ved præparativ gelelektro-forese, blandet sammen og covalent knyttet sammen i en

DK 163931 B

13 DNA-ligasekatalyseret reaktion. Det resulterende plasmid, betegnet pMW5, blev valgt for dets evne til at udvise ampicillinresistens.

5 ADH1-fragment 906 blev indsat i pBR322 mellem stederne

BamHI og EcoRI. Promoterfragmentet blev frigjort ved nedbrydning med BamHI- og EcoRI-endonukleaser. Et fragment på 1,5 kilobaser (kb), ADH1-906 fragmentet, blev isoleret ved præparativ gelelektroforese. Plasmid MW5 blev til-10 svarende nedbrudt med EcoRI- og BamHI-endonukleaser. Det store fragment, der havde en EcoRI-specifik ende og en BamHI-specifik ende, blev isoleret ved præparativ gelelektroforese, blandet med ADH1-906 fragmentet og covalent samlet ved en DNA-ligasekatalyseret reaktion. Det 15 resulterende plasmid, betegnet pMA56 og vist i fig. 2, blev valgt ved ampicillinresistens i E. coli.

Plasmider pFRP-921 og pMA56 er strukturelt lignende, idet de primært afviger ved at have et arsi-replikationsstart-20 område (pFRP-921) eller et 2 μ cirkel-replikationsstart-område (pMA56). Desuden afviger ADH1-promoterfragmenterne lidt som beskrevet. Begge er hinanden lig ved at have bakterielt replikationsstartområde og selektionsmarkører for vækst i E. coli. Begge indeholder et gær TRPl-gen til 25 at tillade selektion i gær trpl-værtsstammer.

EKSEMPEL 2

Konstruktion af et gærplasmid indeholdende det S-protein-30 kodende område

Analyse af nukleotidsekvensen i HBV DNA rapporteret af P. Valenzuela et al. i Animal Virus Genetics, Academic Press, New York, N.Y. (1980), pp. 57-77, viste belig-35 genheden af S-protein-kodningsområdet. Området er indeholdt i TacI-Hpal-fragmentet af 835 basepars længde.

Dette fragment indeholder 26 basepar forud for AUG-

DK 163931B

14 codonen for det N-terminale methionin i S-proteinet. (Det meste af området kodende for den formodede præsekvens beskrevet supra såvel som de første to AUG-codoner mangler fra Tacl-Hpal-fragmentet). Fragmentet indeholder også 5 hele det S-protein-kodende område (678 bp), en TAA-stop-codon og 128 bp efter stopcodonen.

675 bp 26 bp AUG------------------------TAA 128 bp 10 -L-1-

Tacl ^— - __J Hpal S-protein

Ca. 500 ug af DNA fra plasmid pHBV-3300 (P. Valenzuela et 15 al., Nature 280, 815 (1979)) blev nedbrudt til fuld endelse med en kombination af restriktionsenzymerne EcoRI og Hpal. Ca. 60 ug af fragmentet EcoRI-Hpal på 965 basepar blev isoleret ved præparativ gelelektroforese i agarose. Dette fragment blev derpå nedbrudt til fuldstændig-20 hed med restriktionsenzymet Tacl. Ca. 30 ug af det 835 basepar Tacl-Hpal-fragment blev isoleret ved præparativ gelelektroforese i agarose.

835 bp fragmentet blev behandlet til tilvejebringelse af 25 EcoRI-specifikke ender ved tilsætning af EcoRI-linker- oligonukleotider (tilgængelige i handelen fra Collaborative Research, Waltham, Massachusetts). Linker-oligonukleotiderne blev knyttet sammen til ca. 3-5 ug af fragmentet ved stump-endeligering katalyseret med T4 DNA-30 ligase. Fragmentet blev derpå nedbrudt med EcoRI-endo-nuklease til spaltning af uomsatte og selv-ligerede linkere og til fremstilling af EcoRI-specifikke uparrede ("klæbrige") ender.

35 Plasmid pFRP-921 blev nedbrudt med EcoRI-endonuklease og behandlet med alkalisk phosphatase til undgåelse af selv-ligering (J. Shine, US Patentskrift nr. 4 264 731). En

DK 163931 B

15 blanding af Tacl-Hpal-fragmentet med EcoRI-ender og EcoRI-nedbrudt pFRP-921 blev inkuberet med DNA-ligase til dannelse af covalent lukket cirkulært DNA med S-protein-kodningsfragmentet indsat i gærvektoren. De resulterende 5 plasmider blev anvendt til transformation af E. coli selekterende for ampicillinresistens. Begge mulige orienteringer af S-protein-kodningssekvensen med hensyn til gærpromotoren blev isoleret og karakteriseret ved de spaltningsprodukter, der resulterede fra behandling med 10 et restriktionsenzym virkende på et asymmetrisk lokaliseret sted inde i HBV-insertionen. Plasmider pHBS-11 (i korrekt orientering) og pHBS-12 (modsat orientering) blev valgt og forstærket i E. coli.

15 Foregående procedure blev anvendt som beskrevet under anvendelse af pMA56 i stedet for pFRP-921 til indsætning af Tacl-Hpal S-protein-kodningsfragmentet i pMA56 ved EcoRI-stedet. To plasmider blev isoleret og karakteriseret, pHBS-16 indeholdende det virale gen i den korrekte 20 orientering med hensyn til ADH1-promoteren, og pHBS-20 med S-protein-genet i den modsatte orientering.

EKSEMPEL 3 25 Syntese af HBsAg i gær

Protoplaster af gærrecipient stammen XV610-8C eller GM3 C-2 blev separat inkuberet med DNA fra hver af fire plasmider, pHBS-11, pHBS-12, pHBS-16 og pHBS-20, under de be-30 skrevne transformationsbetingelser og anbragt på agarplader i medium uden tryptophan. Overlevende kolonier, transformeret til tryptophan-prototrofi, blev isoleret.

Til prøve for HBsAg-syntese blev gærstammer transformeret med hver af de fire plasmider separat dyrket i væske-35 formige kulturer, i medium uden tryptophan, og høstet i mellem-log-fasen. Cellerne blev samlet ved centrifugering, og celleekstrakter blev fremstillet ved formaling

DK 163931B

16 af cellerne med glasperler i puffer af 0,01 M natrium-phosphat (pH 7,4) indeholdende 0,01 M beta-mercapto-ethanol og 0,1 vol-% NP-40 detergent [polyoxyethy-len(9)octaphenol]. Tilstedeværelsen af HBV-overflade-5 antigen blev afprøvet under anvendelse af et radioimmun-forsøgsudstyr, der er tilgængeligt i handelen fra Abbot Laboratories, North Chicago, Illinois. Kvalitativt gav plasmiderne indeholdende overfladeantigen-kodningsfragmentet i korrekt orientering, pHBS-11 og pHBS-16, let 10 detekterbare mængder af overfladeantigen, hvorimod der ikke blev fundet noget detekterbart overfladeantigen i ekstrakter af celler transformeret ved pHBS-12 eller pHBS-20. Kvantitativt gav en 200 ml kultur af XV-610-8C indeholdende pHBS-16 1-2 ug overfladeantigenprotein. Cel-15 ler indeholdende pHBS-11 gav 1/2 - 1/3 så meget overfladeantigen, muligvis på grund af et lavere kopital pr. celle af plasmider med arsl-replikationsstartområde.

Alle celleekstrakter blev analyseret ved saccharose-20 gradientsedimentering. Foruddannede saccharosegradienter på 5-30% (vægt/volumen) blev lagdelt med en ekstrakt af XV-610-8C/pHBS-16-celler fremstillet som beskrevet, og kontrolgradienter blev lagdelt med en fremstilling af HBsAg renset fra en Alexander-cellekultur. Gradienterne 25 blev centrifugeret i en svingende 'beholderrotor i 8 timer ved 27000 omdr./min. Efter centrifugering blev der opsamlet fraktioner, som blev afprøvet ved den i det foregående beskrevne radioimmunprøve. Overraskende viste det sig, at HBsAg syntetiseret ved hjælp af gær havde nøj-30 agtigt samme sedimentationsegenskaber som HBsAg isoleret fra Alexander-celler. En sedimentationsværdi på ca. 60 S blev beregnet for begge HBsAg-præparater.

HBsAg syntetiseret med gær blev renset ved en kombination 35 af ligevægtscentrifugering i cæsiumchlorid og sedimentation i en saccharosegradient. 100 ml celler dyrket til en O.D. på 2,0 ved 650 nm blev høstet ved centrifugering til

DK 163931 B

17 opnåelse af 0,150 ml pakkede celler. Celleekstrakterne blev fremstillet ved formaling af cellerne med glasperler (som beskrevet i det foregående) således, at efter centrifugering ved 6000 omdr./min i 15 minutter til fjer-5 nelse af cellerester dannedes et totalvolumen på 0,5 ml ekstrakt. Ekstraktet indeholdt ca. 30 mg/ml protein og ialt ca. 1 ug HBsAg. Ekstraktet blev lagdelt på en 3 diskontinuerlig cæsiumchloridgradient fra 1,1 g/cm til 3 1,4 g/cm og centrifugeret i en svingende beholderrotor 10 (SW1, Beckman Instrument, Fullerton, California) ved 30000 omdr./min i 24 timer. Efter centrifugering blev der som før opsamlet og afprøvet fraktioner. Et kontrolrør indeholdende Alexander-celle-HBsAg blev behandlet identisk, som en markør. Gær-HBsAg vandrede med Alexander-15 celle-HBsAg-spidsen, med en aerometer-massefylde på 1,19 3 g/cm . Fraktioner indeholdende gær-HBsAg blev samlet, dialyseret og anbragt på en 5-30% (vægt/volumen) foruddannet saccharosegradient og centrifugeret ved 30000 omdr./min i 36 timer. Igen faldt spidsen for gær-HBsAg 20 som tidligere observeret nøjagtigt sammen med spidsen for HBsAg fra Alexander-celler. Samlede spidsfraktioner havde en total proteinkoncentration på 0,01 mg/ml og et totalt udbytte på 15% HBsAg.

25 Det fremgik af sedimentationsdata, at HBsAg blev syntetiseret i gær i form af partikler eller aggregater. Naturen af disse partikler blev yderligere karakteriseret ved elektronmikroskopi. HBsAg-partikler syntetiseret fra gær og renset som beskrevet blev adsorberet på kulfilmgitre 30 og fremkaldt med uranylacetatfremkalder (2% efter vægt/volumen i 7 minutter). Under elektronmikroskopet blev det iagttaget, at partikler af HBsAg syntetiseret i gær havde et udseende identisk med Alexander-celle-HBsAg, men en mindre diameter. Ved disse studier havde 35 Alexander-celle-HBsAg-partikler en diameter på ca. 20 nm, hvorimod Y-HBsAg-partikeldiameteren var ca. 16 til ca. 17 nm (se fig. 3). Disse resultater menes at være den første

DK 163931B

18 demonstration af udformningen til en højere ordens struktur af heterologt protein i en mikroorganisme-vært.

Højere udbytter, op til det femdobbelte, er blevet opnået 5 under anvendelse af gærstamme GM3C-2 som vært. Stammen er en lille stamme, hvis forøgede afhængighed af kulhydratmetabolisme kan resultere i en højere aktivitet for ADH-promotoren. Det høje udtrykkelsesniveau opnået i GM-3C-2 kan også være resultat af anvendelse af en modificeret 10 vektor, pHBS-25, indeholdende S-protein-kodningsfragmentet flankeret af et ADH1-promo tor fragment og et ADH-ter-mineringsfragment. Tacl-Hpal HBV-kodningssegmentet blev udstyret med Hindlll-oligonukleotid-linkere og sammenknyttet ved 51-enden til ADH1-promoterfragmentet ADH1-906 15 termineret i en Hindlll-linkersekvens ved dets 3'-ende.

3' -enden af HBV-segmentet blev knyttet til et 450 bp HindiII-BamHI-fragment af ADH1-genet indeholdende kodningsområdet for de 43 C-terminale aminosyrer af ADH, stopcodonen TAA og en del af den 3'-uoversatte del (se 20 Bennetzen et al., J. Biol. Chem., bind 257, p. 3018 (1982), så begge fragmenter blev opnået i samme tran-skriptionsretning. Det resulterende sammensatte segment, ADH-H-5-S-protein-ADH-terminator, var flankeret af BamHl-steder, hvilket tillod indsætning ved BamHI-stedet af 25 pMA56. Efter indsætning, så ADH-terminatorsektionen var ved siden af ADHl-906-promoterfragmentet, blev den resulterende vektor betegnet pHBS-25.

Konstruktionen af vektorer af 25-serien analoge med 30 pHBS56-3 og pHBS56-5 (eksempel 6) opnås let under anvendelse af de sammensatte gener for S-protein flankeret af ADH-promoteren og terminatorsegmenterne som beskrevet i eksempel 6. Det sammensatte gen afledt fra pHBS16-3 indsættes ved Sphl-stedet i pMA56/ lineariseret ved Sphl-35 nedbrydning og behandlet med alkalisk phosphatase til undgåelse af rekonstituering af pMA56 i fravær af det indsatte sammensatte gen som beskrevet af Shine, US

DK 163931 B

19 patentskrift nr. 4 264 371. I denne konstruktion afviger pHBS25-3 og pHBS25-5 fra pHBS25 derved, at det sammensatte gen er indsat ved SphI-stedet i pMA56 i stedet for i det nærliggende BamHI-sted i pMA56.

5

Overføringsvektoren pHBS-16 og en gærstamme omfattende stammen XV610-8C transformeret af plasmid pHBS-16 er blevet deponeret i American Type Culture Collection, 12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland.

10 EKSEMPEL 4

Dette eksempel viser fjernelse af et 5'-utranslateret segment af HBV-DNA. DNA-segmentet omfattende S-protein-15 området isoleret som beskrevet i eksempel 2 indeholdt et utranslateret 26-baseparsegment ved 5'-enden af kodningsregionen, liggende mellem promoteren og ATG-startcodonen. Følgende procedurer blev udviklet til fjernelse af alle eller alle på nær én af baserne af det 5’-utranslaterede 20 område af HBV-DNA foran S-protein-kodningsområdet.

Plasmidet pHBS-5 blev nedbrudt med EcoRI-endonuklease, hvilket gav et fragment med ca. 850 basepar indbefattende S-protein-kodningsområdet og flankerende 3 ’ - og 5 ’ -25 utranslaterede områder afsluttet af EcoRI-sammenkædede oligonukleotidsegmenter. HBV-DNA-segmentet blev genisoleret ved præparativ gelelektroforese, elektroelueret og opdelt i prøver, som blev nedbrudt med exonukleasen Bal-31 i forskellige tidsrum fra 0,5 - 30 minutter ved 37 °C.

30 Graden af exonukleasenedbrydning blev karakteriseret kvalitativt ved nedbrydning af en del af hver prøve med Xbal-endonuklease. S-protein-kodningsområdet indeholder et Xbal-sted begyndende 92 basepar fra første base af startcodonen. Derfor giver prøver, hvori Bal-31 ned-35 brydning var gået ud over Xbal-stedet, kun ét fragment ved- gelelektroforese efter inkubering med Xbal-endonuklease, mens prøver med færre baser fjernet ville give

DK 163931 B

20 to fragmentklasser: et homogent stort fragment og et heterogent lille fragment. Prøver givende kun ét Xbal-fragment blev bortkastet. Prøver, der gav fragmenter med to størrelsesgrupper, blev gjort stump-endet ved 5 inkubering med DNA-polymerase I (Klenow-fragment, se H.

Klenow et al., Proc. Natl. Acad. Sci., 65, 168 (1970) i nærværelse af alle fire deoxynukleotid-triphosphater. Linker-oligonukleotider indeholdende EcoRI-genkendelsesstedet blev sat til ved stump-ende ligering under an-10 vendelse af T4 DNA-ligase. EcoRI-specifikke kohæsive ender blev dannet ved nedbrydning med EcoRI-endonuklease.

Det modificerede DNA blev isoleret ved gelelektroforese, elektroelueret og knyttet til EcoRI-nedbrudt, alkalisk phosphatase-behandlet pBR322, i en DNA-ligasekatalyseret 15 reaktion. Rekombinantplasmiderne blev derpå anvendt til at transformere E. coli HB-101.

Der blev anvendt to strategier til frasortering og karakterisering af kloner med forkortede 51-utranslaterede 20 segmenter. I den første blev individuelle kolonier sorteret for tilstedeværelsen af S-protein-kodningsområde ved in situ koloni-hybridisering under anvendelse af mærket S-protein-kodende DNA som sonde. Kolonier, der blev frasorteret positivt for tilstedeværelsen af S-protein-25 kodningsområde, blev anvendt til at starte kulturer, hvorfra vektor-DNA blev fremstillet. Vektor-DNA blev inkuberet med EcoRI-endonuklease for at udskære S-protein-kodningsregionen. S-protein-kodnings-DNA fremstillet på denne måde blev analyseret enten ved bestemmelse af 30 størrelsen af dannede fragmenter ved Xbal-endonuklease-nedbrydning eller ved DNA-sekvensanalyse af de 5'-terminale sekvenser (A. Maxum et al., Proc. Natl. Acad. Sci.

USA 74, 560 (1977)) 35 En anden sorteringsstrategi blev anvendt til detektering af kloner, hvori det 5-utranslaterede område var blevet fuldstændig fjernet eller afsluttet én base før start- 21

DK 163931 B

codonen. Metoden udnyttede den iagttagelse, at de første fire baser i S-protein-kodningssekvensen, ATGG, når de knyttes sammen til et EcoRI-linker-oligonukleotid (GGAATTCC) dannede et genkendelsessted for restriktions-5 endonukleasen Ncol: CCATGG. Ncol-stedet, der dannes på denne måde, ville være enestående i vektoren, da hverken pBR322 eller S-protein-kodningsområdet indeholder et Ncol-sted Derfor ville ethvert S-protein-kodningssegment, hvori Bal-31-nedbrydningen var afsluttet præcis ved ATG-10 startcodonen, være karakteriseret ved dannelsen af et nyt Ncol-sted, når det blev knyttet til et EcoRI-linker-oligonukleotid. I HBV-DNA er der tilfældigvis en C-rest ved siden af ATG-startcodonen i.S-protein-regionen, i den 5'-utranslaterede region. Derfor vil Bal-31-nedbrydnin-15 ger, der kun bevarer det sidste carbonatom i den 5'-utranslaterede region, også danne et Ncol-genkendelses-sted, når det knyttes til et EcoRI-linker-oligonukleotid.

Disse to specifikke konstruktioner blev frasigtet ved inkubering af klonerne med en kombination af Ncol- og 20 Xbal-endonukleaser efterfulgt af gelelektroforese af de dannede fragmenter, hvis der var nogen. De kloner, der gav et 96 basepar-fragment, blev derfor udvalgt, da de havde alle eller alle pånær én af de 5' -utranslaterede baser fjernet, men bibeholdt ATG-startcodonen. Den nøj-25 agtige sekvens blev derpå bekræftet ved DNA-sekvens-analyse under anvendelse af proceduren efter Maxam et al.

Det resulterende plasmid, der kombinerede pBR322 med et modificeret HBV-segment med hele den 5'-utranslaterede region af S-protein-genet fjernet, indsat ved EcoRI-30 stedet, blev betegnet pHBS5-3. (Se fig. 4). HBV-DNA-segmentet i pHBS5-3 blev også tilfældigt modificeret ved fjernelse af ca. 40 basepar fra den 3'-utranslaterede region på grund af ledsagende påvirkning af Bal-31 exonuklease ved 3'-enden.

Udtrykkelsesvektorkonstruktion analog med pHBS16, beskrevet i eksempel 2, blev udført ved indsætning af det 35

DK 163931B

22 modificerede HBV-DNA-segment i pHBS5-3 i stedet for det tilsvarende segment i pHBS16. Til dette formål blev der fremstillet en vektor af "16-typen" ved nedbrydning med EcoRI-endonuklease og religering efterfulgt af valg af en 5 vektor, hvori HBV-DNA blev fjernet. Udtrykkelsesvektorer konstrueret ved indsætning af modificerede HBV-DNA-segmenter ved EcoRI-stedet i vektortype 16 blev karakteriseret ved betegnelsen pHBS16-x, hvor X er et tal, der karakteriserer modifikationen af HBV-DNA indsat ved 10 EcoRI-stedet. Således dannede HBV-DNA-segmentet overført fra pHBS5-3 til 16-vektoren et udtrykkelsesplasmid betegnet phHBS16-3. (Se fig. 4). Alle konstruktioner blev undersøgt for korrekt.orientering af S-protein-kodnings-regionen med hensyn til ADH1-promoteren ved kombineret 15 nedbrydning med BamHI- og Xbal-endonuklease. Korrekt orientering gav et Bam-Xba-fragment med en længde på ca.

1600 basepar, hvorimod ukorrekt orientering gav et længere fragment.

20 Værtsstammen for 16-serie-udtrykkelsesvektorerne var

Saccharomyces cerevisiae AB 35-D3-D a, leu2-3, leu2-112, ura3-52, trpl-289, his4-580, ade2 eller Saccharomyces cerevisiae AB 35-14-D. Prøvekulturer for værtsstammen transformeret med enten pHBS16 eller pHBS16-3 blev dyrket 25 under ækvivalente betingelser, og Y-HBsAg blev prøvet kvalitativt ved radioimmunprøve som beskrevet i eksempel 3. Celler transformeret med pHBS16-3 gav ca. 2,2 gange så meget Y-HBsAg pr. celle som de transformeret med pHBS16.

30 EKSEMPEL 5

Der blev foretaget en yderligere modifikation af den vektorkonstruktion, der er beskrevet i eksempel 4, i hvilken den 3'-utranslaterede region fjernet ved Bal-31-nedbryd-35 ning blev genskabt. Strategien ved denne konstruktion var at kombinere, ved Xbal-stedet inde i S-protein-kodnings-regionen, et fragment af den kodningsregion, der er af-

DK 163931 B

23 ledt fra pHBS5-3, modificeret som beskrevet i eksempel 4, sammen med et umodificeret fragment fra pHBSS med en intakt 3'-utranslateret region.

5 HBV-DNA-segmenterne af pHBS5 indeholdende den 5'-utrans- laterede region og den promoter-proximale del af S-protein-kodningsregionen blev fjenet ved sekventiel indvirkning af Clal-endonuklease og Xbal-endonuklease. Plas-midet blev først spaltet med Clal-endonuklease. De resul-10 terende uparrede ender blev udfyldt under anvendelse af DNA-polymerase I Klenow-fragment i nærværelse af fire de-oxynukleotid-triphosphater til tilvejebringelse af en lineær vektor med stumpede ender. DNA blev derpå nedbrudt med Xbal-endonuklease og alkalisk phosphatase. Sidst-15 nævnte behandling var beregnet til at sikre, at de ved foregående række trin dannede ender ikke kun genforenes med hinanden i nærværelse af DNA-ligase (J. Shine, supra).

20 Modificeret HBV-DNA af pHBS5-3 indeholdende den promoter-proximale del af kodningsregioen for S-protein blev også fremstillet ved sekventiel endonuklease-nedbrydning. Plasmid pHBS5-3 blev først spaltet med EcoRI-endonukle-ase og gjort stump-endet ved DNA-polymerase I Klenow-25 fragment i nærværelse af fire deoxynukleotid-triphos-phater. DNA blev derpå spaltet med Xba-endonuklease. Det lille fragment, der dannedes ved Xbal-spaltning (ca. 100 basepar) med en stump EcoRI-ende og en Xbal-ende blev isoleret ved gelelektroforese og elektroeluering.

30 Formålet med sekventiel endonuklease-behandling i begge tilfælde var at sikre, at fragmentet med de 100 basepar ville blive tilknyttet i korrekt orientering med den spaltede vektor DNA. Fragmentet på 100 basepar afledt fra pHBS5-3 blev blandet med modificeret vektor DNA afledt 35 fra. pHBS5 i nærværelse af DNA-ligase under betingelser, der- tillod stump-endet binding eller ligering såvel som sammenknytning af parrede ender afledt fra Xbal-snittene.

DK 163931 B

24

Transformanter blev valgt og identificeret ved eksistensen af et Ncol-sted afledt fra det lille fragment fra pHBS5-3 (se eksempel 4).

5 Det forventedes, at EcoRI-stedet ved siden af Ncol-stedet ville regenereres ved den anvendte konstruktionsstrategi.

Et basepar i det udfyldte EcoRI-sted blev imidlertid ikke regenereret af DNA-polymerasebehandlingen. Følgelig var EcoRI-stedet ikke regenereret som ventet. De gensamlede 10 sekvenser gendannede imidlertid tilfældigvis Clal-stedet.

DNA-nukleotidsekvensanalyse af den resulterende vektor, betegnet pHBS6, afbildet i fig. 4, bekræftede, at HBV-DNA-regionen af vektoren indeholdt hele S-protein-15 kodningsregionen og den 3' -utranslaterede region sammen med en deletion af den 5' -utranslaterede region som beskrevet for pHBS5-3. HBV-DNA-segmentet modificeret som pHBS6 blev overført til en udtrykkelsesvektor for 16-serien som følger: HBV-DNA-regionen i pHBS6 blev iso- 20 leret ved kombineret indvirkning af Ncol- og EcoRI-endonukleaser og gjort stump-endet ved inkubering med DNA-polymerase I Kl enow-fragment i nærværelse af fire deoxynukleotid-triphosphater. Det resulterende 820 basepar-fragment blev isoleret ved gelelektroforese og 25 elektroeluering. Udtrykkelsesvektoren pHBS16 eller "16- vektoren" som beskrevet i eksempel 4 blev spaltet ved EcoRI-endonukleasepåvirkning, gjort stump-endet under anvendelse af DNA-polymerase I Klenow-fragment i nærværelse af de fire deoxynukleotid-triphosphater og 30 behandlet med alkalisk phosphatase. HBV-DNA-fragmentet blev derpå knyttet til den behandlede 16-vektor ved stump-endeligering under anvendelse af T4 DNA-ligase. Korrekt orientering af fragmenterne gendannede et EcoRI-sted mellem ADH-promoteren og startcodonen i S-protein-35 kodningsregionen. DNA-nukleotidsekvensanalyse blev udført og -bekræftede strukturen af den resulterende konstruktion, betegnet pHBS16-5, afbildet i fig. 5.

25

Den relative udtrykkelseshastighed for Y-HBsAg for gærceller transformeret med pHBS16-5 blev målt under samme betingelser som for pHBS16-3, beskrevet i eksempel 4. Udtrykkelse af Y-HBsAg med Saccharomyces cerevisiae AB-5 35-D3-D transformeret med pHBS16-5 var ca. 2,8 gange større pr. celle som målt ved radioimmunprøve end udtrykkelse med celler transformeret med pHBS16.

En beslægtet konstruktion under anvendelse af HBV-DNA-10 segmentet af pHB56 blev udført under anvendelse af en identisk procedure med undtagelse af, at HBV-DNA-fragmentet blev fjernet eller udskåret med et EcoRI-endonukleasepræparat med nogen EcoRI* aktivitet. Efter ligering med 16-vektoren, fremstillet som tidligere 15 beskrevet, viste udtrykkelsesvektoren sig at have mistet EcoRI-stedet såvel som Ncol-stedet ved siden af ATG-startcodonen i S-protein-kodningsområdet. Det resulterende udtrykkelsesplasmid blev betegnet pHBS16-4. Nukleotidsekvensen ved siden af S-protein-startcodonen 20 var 5'...ACTATCTGGCATGG...3'. Udtrykkelsesgraden i gærceller transformeret med pHBS16-4 var sammenlignelig med graden for pHBS16-5-transformerede celler, inden for den eksperimentelle nøjagtighed. Strukturen af pHBS16-4 er afbildet i fig. 5.

25

Nukleotidsekvensen ved siden af S-protein-startcodonen af PHBS-16-3 var 5'...ACTATCTGGAATTCCCATGG...3'. Sekvensen for pHBS-16-5 var 5'...ACTATCTGGAATTCATGG...3'. Sekvensdifferencen mellem 16-3 og 16-5 var en følge af afstump-30 ning af DNAet efter EcoRI-nedbrydning af pHBS-6.

EKSEMPEL 6

Dette eksempel beskriver detaljer ved konstruktionen af 35 en række vektorer til udtrykkelse karakteriseret ved at have hele DNA-sekvensen for 2-mikron-cirkel-plasmidet i deres sekvens sammen med DNA-segmenter omfattende promo-

DK 163931 B

26 ter- og transkriptionsterminatorsekvenserne for gær-ADH-genet, med S-protein-kodningsregionen sandwichlagt mellem ADH-promoter- og ADH-terminatorregionerne. Disse vektorer blev betegnet som "56"-serie-vektorer, og deres nomen-5 klatur er i overensstemmelse med nomenklaturen for 16-serien af udtrykkelsesvektorer. Således indeholder ud-trykkelsesvektoren pHBS16-3 S-protein-genet modificeret som beskrevet for pHBS16-3, mens pHBS56-5 indeholder HBV-DNA modificeret som beskrevet for pHBS16-5, som beskrevet 10 i eksempel 4 og 5. 2-mikron-cirkel-DNA giver i sin fulde længde stabil replikation i en cirkel nul værtsstamme i fravær af metabolisk selektionstryk. ADH-terminatoren blev tilvejebragt for at forbedre stabiliteten af S-protein-mRNA-transkripterne.

15

Forældreplasmidet for kontruktion af vektorer af 56-typen var pCl/1, som var et hybridplasmid mellem pBR-322 og et 2-mikron-cirkelplasmid knyttet sammen ved deres EcoRI-steder. 2-mikron-cirkeldelen var forud modificeret til at 20 indeholde et indsat LEU2-gen af gær og opnået fra plasmidet pJBD219 beskrevet af Beggs, J. et al., Nature 275, 104 (1978). Restriktionskortet for pCl/1 er vist på fig. 6.

25 Det kan ses fra fig. 6, at nedbrydning af pCl/1 med endonuklease Sphl slettede en del .af plasmidet strækkende sig over 2-mikron-pBR-322 samlingen. Det blev observeret, at den aktive del af ADHl-promoterregionen var indeholdt i et Sphl-Hindi II-fragment med en længde på ca. 300 30 basepar (se sekvens af ADHl-genet, af J.L. Bennetzen og B.D. Hall, J. Biol. Chem. 257, 301 (1982)). Genkendelsessekvensen for SpHI er GCATGC, og en sådan sekvens findes i ADH-promoteren begyndendelse ved stilling -413. På lignende måde var gær-terminatorsekvensen indeholdt i et 35 HindiII-Sphl-fragment på ca. 330 basepar. I begge tilfæl de var SphI-stedet distalt til kodningsregionen, således at HBV S-protein-kodningsregionen kunne indsættes mellem 27 dem, hvis den tilvejebragtes med Hindlll-steder i enderne. Prækursorkilden for ADH-promoter- og -terminator-segmenterne var plasmid pAAH5 indeholdende et 1500 basepar ADH1-promoterfragment afsluttet ved stilling -9 i 5 nukleotidsekvensen (R.A. Hitzeman et al., supra), og en ca. 450 basepar terminatorenhed fra nukleotid 913 til 1368 i ADH-gennukleotidsekvensen, forbundet ved et Hindlll-sted mellem fragmenterne og klonet i BamHl-stedet af vektoren YEpl3 (J. Broach og J. Hicks, Gene 8, 121 10 (1979)). HBV-DNA-segmenterne af pHBS5 blev fjernet ved

EcoRI-nedbrydning. De udstående ender blev udfyldt ved anvendelse af DNA-polymerase I Klenow-fragment og knyttet sammen ved de to ender med Hindlll linker-oligonukleo-tider med sekvensen CAAGCTTG. Efter HindiII-endonuklease-15 nedbrydning for at blotlægge uparrede Hindlll-specifikke ender på HBV-DNA-segmentet blev ' segmentet knyttet til HindilI-fraktionsplasmid pAAH5, hvorved HBV S-proteinkodningssekvensen blev anbragt mellem ADH-promoter- og -terminatorfragmenterne. Et plasmid med S-proteingenet i 20 korrekt orientering med hensyn til promoter- og -termina-torfragmenterne som bestemt ved restriktionsanalyse blev betegnet pHBS-22. ADH-promoter- og -terminatorsekvenserne blev hver fundet at indeholde et SphI-sted (genkendelses-sekvens GCATGC), hvilket gjorde det muligt at fjerne hele 25 det sammensatte gen omfattende ca. 400 basepar af ADH1-promoter, HBV S-proteinregion og ca. 330 basepar af ADH1-terminator ved nedbrydning med SphI-endonuklease. Nedbrydning af pHBS22 med SphI-endonuklease gav det intakte sammensatte gen i et fragment på ca. 1500 basepar. 30 Fragmentet blev sammenknyttet med SphI-skåret vektor pCl/1. E. coli HB101 transformanter blev undersøgt for ampicillin-resistens og følsomhed for tetracyclin, da det segment, der blev udskåret ved Sphl-endonuklease-nedbrydning af pCl/1 fjernede en del af tetracyclin-35 resistensgenet for pBR322-segmentet. Strukturen af den resulterende vektor, betegnet pHBS56, blev yderligere bekræftet ved restriktionsanalyse. E. coli HB101 trans-

DK 163931 B

28 formanter opnået fra produkterne af ligasereaktionen blev klonet på plader indeholdende ampicillin. Plasmid DNA fra enkeltkoloni-isolater dyrket i kultur blev ved restrik-tionsendonukleaseanalyse undersøgt for indsætningen og 5 korrekt orientering af S-protein-kodningsregionen. Det valgte plasmid pHBS-56 indeholdende HBV S-protein-kodningsregionen i korrekt orientering med hensyn til ADH-promoter- og -terminatorsegmenterne er vist på fig.

6.

10

To yderligere vektorer af 56-typen blev konstrueret under anvendelse af et promoterfragment og promoter-proximal-regionen af S-protein-kodningssegmentet opnået fra pHBS16-3 og fra pHBS16-5. Disse konstruktioner blev 15 betegnet pHBS56-3 og pHBS56-5. I begge tilfælde blev et SphI-Xbal-fragment ved en DNA-ligasekatalyseret reaktion forbundet med det større af de to SphI-Xbal-fragmenter opnået ved nedbrydning af pHBS56. Det større fragment på ca. 1080 basepar strækker sig fra Xbal-stedet i S-20 protein-kodningsregionen til Sphl-stedet i ADH-termina-torregionen. Dette fragment blev isoleret ved gel-elektroforese og elektroeluering før tilknytning til SphI-Xbal-fragmentet af enten pHBS16-3 eller pHBS16-5 i en DNA-ligasekatalyseret reaktion. De to sammensatte 25 gener, der således blev konstrueret, var identiske med undtagelse af sekvensen af den 5'-utranslaterede region mellem ADH-promoteren og S-protein-startcodonen, hvilke forskelle skyldtes forskelle i kildevektorerne, pHBS16-3 og pHBS16-5. Begge sammensatte gener blev subklonet, i 30 adskilte reaktioner, ved SphI-stedet af pBR322 beliggende mellem BamHI-stedet og Sall-stedet af pBR322, til opnåelse af større mængder sammensat gen DNA. Subklonings-vektorerne blev valgt ud fra deres evne til at give ampicillinresistens- og tetracyclinsensitivitet-fænotype 35 til E. coli HB101 transformanter.

DK 163931B

29 I det sidste trin blev det store fragment fremstillet ved SphI-spaltning af pHBS56 behandlet med alkalisk phosphatase og isoleret ved gelelektroforese og elektroeluering. Tilsvarende blev de sammensatte gener fjernet fra deres 5 subkloriingsvektorer ved Sphl-spaltning og isoleret ved gelelektroforese og elektroeluering, men uden phospha-tasebehandling. De blev i separate reaktioner kombineret med det store SphI-fragment fra pHBS56 og samlet i DNA-ligasekatalyserede reaktioner givende pHBS56-3 og pHBS56-10 5. E. coli HB101 trans formenter blev valgt ved ampi- cillin-resistens og tetracyclin-sensitivitet og yderligere karakteriseret ved restriktionsanalyse. Et diagram over konstruktionstrinene og kort over de relevante vektorer er vist i fig. 7. Skønt nomenklaruren for 15 vektorer af 56-typen svarer til nomenklaturen for vektorer af 16-typen, vil det forstås, at forskellene i tilfælde af 56-serie-vektorer kun refererer til den 5'-utranslaterede region i hvert tilfælde, og at den 3'-utranslaterede region er den samme i hvert medlem af 20 serien. Specifikt mangler pHBS56-3 den 40 basepars deletion i den 3'-utranslaterede region, som forekommer i PHBS16-3.

Efter kloningsselektion og karakterisering blev vektorer 25 af 56-serien anvendt til at transformere en cirkel nul gærstamme betegnet 2150-2-3. Stammen blev afledt fra en genetisk krydsning mellem stamme Y379-5-D cyh2 nibl (rho-) (D. Livingston, Genetics 86, 73 (1977)) og DC 04 a Adel AdeX leu2-04 (cir^) (J. Broach, Cell 21, 501 30 (1980)). Den diploide stamme, der dannes fra krydsningen, fik lov at sporulere, og der blev udskåret tetrader ved en standardprocedure. En af de haploide sporer var årsag til dannelsen af stamme 2150-2-3 a Adel Leu2-04 (cir^).

J.

Gærtransformenter blev valgt for Leu -fænotype tilført 35 ved tilstedeværelse af plasmider af pHBS-56-serien.

DK 163931 B

30

De relative grader af Y-HBsAg-udtrykkelse i forskellige plasmid-vært-kombinationer blev sammenlignet på følgende måde. En liter cellekultur blev dyrket til dets begrænsende celletæthed, cellerne blev høstet i rå lysater 5 analyseret for totalt opløseligt protein og for Y-HBsAg under anvendelse af radioimmunprøve som beskrevet supra. Resultaterne blev udtrykt både som mikrogram Y-HBsAg pr. liter kultur og Y-HBsAg som vægt-% af det totale opløselige gærprotein. Sidstnævnte giver et mål for mængden 10 af cellemetabolisme på grund af Y-HBsAg-produktion, mens førstnævnte giver et mål for det totale udbytte af Y-HBsAg opnåeligt ved vækst af kulturer til begrænsende tæthed. Forskelle forekommer især i tilfælde af 56-serie-vektorer, fordi de celler, der bærer disse vektorer, kan 15 dyrkes i rige medier uden selektionstryk, hvorimod 16- og 25-serie-vektorerne kræver vækst i et defineret medium uden tryptophan til undgåelse af akkumulering af utrans-formerede segreganter. Resultaterne er vist i den efterfølgende tabel. Vægtmængderne af Y-HBsAg angivet i tabel-20 len blev bestemt ved en tilgængelig radioimmunprøve under anvendelse af antistof dannet mod HBsAg. Derfor kan de mængder Y-HBsAg, der er rapporteret, ikke være et absolut mål for masse, men kan betragtes som værende indadtil konsistent til sammenligningsformål.

25 Y-HBsAq-udbytter

Kultur- Total gærop- Y-HBsAg Vektor tæthed løselig pro- ,ug pr. li- 30 pHBS- Vært °*D'66Q teinJ vægt-* ter kultur 16-3 AB-35-14D 2,0 0,1 20 16-4 AB-35-14D 2,0 0,1 20 16-5 AB-35-14D 2,0 0,1 20 __ 25 GM-3C-2 4,0 0,5 200 35 56 2150-2-3 12,0 0,3 300

DK 163931 B

32.

EKSEMPEL 7

Fremstilling af en vaccine omfattende HBsAg syntetiseret med gær.

5 Y-HBsAg-partikler renses fra celleekstrakter ved metoden ifølge eksempel 3 eller ved egnede metoder, der er kendt i teknikken, f.eks. som beskrevet i US patentskrifterne nr. 4 088 748 eller 4 181 713. Rensede HBsAg-partikler 10 dialyseres mod fysiologisk saltvand eller phosphatpufret saltvand og indstilles til 100 ug protein/ml slut-koncentration. Marsvin underkastes subcutant med mellemrum på 9, 14 og 56 dage 1 ml af HBsAg-præparatet. Serum fra testdyrene indsamles på dagene 0, 28, 56 og 84 og 15 prøves for antistoftiter mod Dane-partikler eller HBsAg renset fra Alexander-celler. Radioimmunprøven beskrevet i eksempel 3 anvendes, eller også radioimmunprøven af F. Hollinger et al., J. Immunol. 107, 1099 (1971).

Størstedelen af dyrene udviser antistoffer, der er kryds-20 reaktive med HBsAg 84 dage efter administrering af partiklerne. Lignende resultater opnås efter injektion i aber. Følgelig er det ved hjælp af gær syntetiserede HBsAg immunogent og i stand til at udløse antistoffer, der er kryds-reaktive med naturligt forekommende HBsAg.

25 HBsAg syntetiseret med gær har den fordel, at det er tilgængeligt i betydeligt større mængder end opnåelige fra Dane-partikler eller bærerserum. Der kan opnås et mere ensartet produkt ved en fordelagtig omkostning pr. enhed, 30 som kan forventes at falde med stigende produktion. Endvidere er der ingen fare for tilfældig infektion, da der ikke er noget intakt HBV og ikke kan være noget HBV i det overfladeantigen, der er fremstillet ud fra gær. I modsætning hertil er der ved virale proteiner renset fra 35 serum eller andre naturlige kilder altid fare for viral forurening.

EKSEMPEL 8 32

DK 163931 B

Som vist i eksempel 7 er HBsAg syntetiseret med gær i stand til at fremkalde antistoffer, der er kryds-reaktive 5 med naturligt forekommende HBsAg. Deraf følger, at sådanne antigener og antigen-aggregater, når de renses som beskrevet og administreres i et fysiologisk acceptabelt medium, udgør en vaccine til beskyttelse mod infektion mod hepatitis B virus.

10

Seksten chimpanser blev opdelt i tre grupper. Gruppe A (seks dyr) inokuleres intravenøst med 1 ml af et standard Hepatitis B viruspræparat fra Bureau of Biologies; gruppe B (fire dyr) inokuleres intravenøst med 1 ml 15 indeholdende 200 jig HBsAg syntetiseret i gær og renset som beskrevet i eksempel 3, i fysiologisk saltvand; gruppe C (seks dyr) er kontrolgruppen og modtager ingen inokulering. Alle chimpanser i gruppe A har tegn på klinisk hepatitis B (enten antigenemia, enzymforøgelser 20 og/eller antistofrespons) i løbet af 40 uger. Ingen af dyrene i gruppe B eller C udviser tegn på klinisk hepatitis B infektion i løbet af samme 40 ugers periode. Chimpanserne fra gruppe B gøres immune for efterfølgende smitte, når de inokuleres intravenøst med 1,0 ml BOB 25 hepatitis B virus.

EKSEMPEL 9 Y-HBsAg afveg i adskillige henseender fra plasma-afledt 30 HBsAg. Diametrene af HBsAg og Y-HBsAg partikler blev målt fra negativt fremkaldte eller farvede elektron-mikrografer. Det gær-afledte antigen havde et diameterinterval på ca. 14 til ca. 18 nm, medens plasma-afledt antigen havde et diameterområde på ca. 20 til ca. 24 nm.

35 Y-HBsAg var ustabilt ved pH 2 og mod pepsin ved pH 2, hvorimod plasma-afledt HBsAg var stabilt under samme be-

DK 163931 B

33 tingelser. Til 1 ml suspension af renset Y-HBsAg blev der sat 0,03 ml 1 N NC1 for at nedsætte pH til 2,0. Prøven blev halveret, og til den ene halvdel blev der sat 1 wg pepsin, medens der ikke blev sat noget pepsin til den 5 anden halvdel. Begge prøver blev holdt ved 37 °C i 16 timer, og derpå blev der tilsat 0,03 ml 1 N NaOH til hver for at forøge ph til 7,0. De to prøver blev målt for antigenbindende aktivitet i et kvantitativt radioimmun-forsøg (RIA). Over 95% af RIA-aktiviteten blev tabt i 10 hver prøve. Under samme betingelser opretholdt det fra plasma afledte HBsAg hele sin antigenbindende aktivitet.

En prøve af renset Y-HBsAg blev opvarmet i natrium-dodecylsulfat (SDS) og 2-mercaptoethanol ved 90 °C i 5 15 minutter. Den blev derpå elektroforoseret gennem en 10%’s polyacrylamidgel indeholdende 0,1% SDS. Efterfølgende farvning af gelen med proteinfarvestof afslørede et enkelt bånd ved en molekylvætækvivalens lokation på ca.

25000. En prøve af renset HBsAg fra plasma behandlet på 20 samme måde udviste to bånd efter farvning: ét bånd ved ca. 25000 dalton og et andet bånd ved ca. 28000 dalton.

Ulig plasma-afledt HBsAg bandt Y-HBsAg ikke til et mono-klonalt antistof (HBsAb) valgt mod HBsAg. Et råt ekstrakt 25 af gærceller indeholdnde overfladeantigen blev passeret gennem en affinitetsadsorberende søjle fremstillet ved kemisk kobling af monoklonalt HBsAb til en agarosegel.

Måling af søjleeffeluentet afslørede, at 90% af Y-HBsAg, der blev sat til søjlen, var til stede i effluentet. Et 30 plasma-afledt HBsAg passeret gennem samme søjle af monoklonalt HBsAb afslørede mindre end 10% af det til søjlen tilførte antigen i effluentet.

Y-HBsAg udviste højere aktivitet i muse-styrkeforsøg. Y-35 HBsAg blev adsorberet til en aluminiumhydroxidgel før administrering og blev fortyndet til at indeholde 10, 2,5, 0,62, 0,15 og 0,0375 ug/ml. Portioner på 1 ml af de

DK 163931 B

34 forannævnte koncentrationer blev injiceret intraperitonealt i hver af fem grupper på 4 uger gamle hunmus. Hver af disse koncentrationer blev anvendt til injektion i en af de fem grupper, hvor hver gruppe indeholdt ti mus. Det 5 gær-producerede antigen havde en ED^q-værdi på ca. 0,05 ug/ml (hvilken værdi står for koncentrationen af antigen, der behøves til at danne antistof i halvdelen af musene), medens plasma-afledt antigen ved samme procedure havde en ED5Q-værdi på ca. 0,5 ug/ml.

10 Y-HBsAg renset som beskrevet var i alt væsentligt frit for kontaminerende kemikalier. Måling af Lowry-proteinet i Y-HBsAg viste 53 ug/ml, medens måling af RIA-antigen-bindingsevnen for dette antigen indikerede en 15 koncentration på 12 ug/ml. Måling af Lowry-proteinet og RIA-antigenbindingsevnen for et rent præparat af plasmaafledt HBsAg afslørede en proteinkoncentration på 44 ug/ml og en bindingsaktivitet på 50 ug/ml.

20 Der blev ikke iagttaget nogen forskel i de fysiske, kemiske eller antigene egenskaber for Y-HBsAg fremstillet ud fra celler transformeret med pHBS-16, -25 eller -52.

EKSEMPEL 10 25

Sammenlignende studie af styrke i mus for gær-afledt antigen med plasma-afledt antigen.

Ialt firs 5 uger gamle hunmus blev opdelt i to grupper på 30 hver fyrre, og hver gruppe blev yderligere underopdelt i fire undergrupper på ti mus. De ti mus fra hver undergruppe blev injiceret intraperitonealt med enten det antigen, der blev fremstillet ifølge eksempel 3 under anvendelse af vektor pHBS-25, eller plasma-afledt antigen i 35 en koncentration på henholdsvis 10, 2,5, 0,625 eller 0,156 ug/ml. Saltvand/alun-placebo blev anvendt som fortyndingsmiddel til fortynding af antigenkoncentrationen,

DK 163931 B

35 hvor det var nødvendigt for at opnå de førnævnte koncentrationer. Musene blev individuelt tappet for blod og slået ihjel efter 28 dages forløb. Antistofbestemmelser blev foretaget ved Ausab (Abbott) radioimmun-prøve. De 5 serolgiske egenskaber er samlet i efterfølgende tabel, hvor titere er udtrykt som "skønnede Ausab-enheder".

10 Anti-HBs-titer,

Kone. Sero- skønnede

Gruppe Materiale (μ/ml) overføring Ausab-enheder I gær-afledt 10 10/10 5400, 7200, 800, antigen (RIA) 13 500, 7200, 183, 800, 136 000, 15 800, 23 500 15 II 2,5 10/10 18 300, 5400, 800, 7200, 5400, 800, 5400, 1600, 135 000, 72 III 0,625 8/10 800, 8, 1600, 20 16 000, 158 000, 1600, 3600, 8, 8, 8000 IV 0,125 8/10 8, 800, 800, 32 200, 5400, 8, 112 000, 18 300, 25 _ 477' 412_ V plasma- 10 9/10 292 000, 20 800, afledt (Lowry) 8, 38 200, 16, 16, antigen 13 500, 36, 54, 512 VI 2,5 10/10 36, 38 200, 15,800, 30 800, 800, 800, 7200, 18 300, 208, 15 800 VII 0,625 4/9 8, 8, 8, 800, 512, 512, 8, 158, 8 VIII 0,125 0/10 8, 8, 8, 8, 8 35 8, 8, 8, 8, 8 EKSEMPEL 11 36

DK 163931 B

Sammenlignende studie af styrke i afrikanske grønne aber for gær-afledt antigen med plasma-afledt antigen.

5

Ialt 32 afrikanske grønne aber blev opdelt i to grupper på 16, og hver gruppe blev yderligere opdelt i fire undergruppe på 4 aber. Hver undergruppe blev injiceret intramuskulært på dag 0 og dag 28 med gær-afledt antigen 10 eller plasma-afledt antigen med en koncentration på 10, 2,5, 0,625 eller 0,156 ug/ml under anvendelse af saltvand/alun-placebo som fortyndingsmiddel til fortynding af antigenkoncentrationen, hvor det er nødvendigt til opnåelse af nævnte koncentrationer. Blod blev op-15 samlet med ugentlige intervaller i 14 uger, og antistofbestemmelser blev foretaget ved Ausab (Abbott) radio-immunprøven med titere udtrykt som "skønnede Ausab-enheder". Resultaterne er samlet i de følgende tabeller.

20 25 30 35

DK 163931 B

37 o O O o o o o o o _ _ _ ^

J O O O O O (NI o O o O O (Ί OOOO

r~i Ϊ1ΝΝΓ. O -t-(N «O OMN·» S Γ1 ^ ro·*» - νη · · * -ty en f-» en es o o r* O CN Π © »-< ® ^

CS eS »T r*S CO CS CS H <S

O O O O O O O O _ _ Λ rs OOOO OtnOO O O O wo ocsoo r-A o co m n o n n n co η η n ^ >£> . »rH - es rw no

ri O (Λ N <S 0\ CO O CO CO H

CS CN CS Η N Η H

O O O O O

, O OOOO O es © O O O O es OnOO

r*4 pH OtNON O 0% CM O o N *Λ H O CO Ό CD O rA *IA m ri m τ-{ '»-i Ό *n o o o n m o ® ν» η «Η φ «Η »Λ SS r-l

_C

C

/11 O O

ω ΟΝΟ® O M o O o CO o es O es O O

o OCnwO OHOO σ 'Λ O ON O ΟΌ N

_Q *»a,cs*-<<s *h η ω · »toon m *n <r o co o «λ*η tn " ^ Ώ

'-N C

ζ , πιηιηπ o cm co o o n o N o co o ° —J ·*-> n η η η n o>m n cs σ» cn h n^ocn

*—I CD m Η H CM r4 H ^ H < CN

COC o m mm es m eo ! C (-1 (S) EB _* cd cn ^ ^ \oesesco es es cs cs cs co cs cs ts es co es CD <x ri rH r- O o η η o η ια m h tn o v co CJi rses η η h cn 'T^nn rlesen

D

N

Ό t—' s? o es es es es es o to o O co rjr^co®

CS ιΛΝΝΗ Η Η ® N CO O O CO ·“I P> V V

CA tn Η N ·? H m «o- N m o CO CO CD CO CO CO CO CO co =Q co CO a? co co co U*

vvvv vvvv vvvv vvvv CD

cn Γ3 <r H DQ®® CO CO CO CO CO CO CO CO 03 C ® tt **

1 V V V V vvvv vvvv VVVV Q

cn

CD

^-T~ “O

S ·” <r-

Sw s m m m m ® ® ® ® £ , cs es cs es tr\ m m m · ^ m m m m «ο ® o ® η η η h

Q \ OOOO CS CS cs es OOOO OOOO

C (J HrtHH ^ O U fc *3 . o

rH

• m <r η» cs VO CO ON o m cs en -s ,h O tr> “jf U : <t <r T* OsOH ® o cn o « ^ 2 5 J2

r- O -Η »Η O O «Η O O »“· «^ tr <s ^ *H

L o o\ Ov O O ON o o OOOO oo°2 D

m rs rs co co r* co co ro o ® ® « ® co ω f.

tn i w i i * y >s > > > ^ 2 O 5 *

DK 163931B

38 o o o

O O O O O O O O O O O O O N O Q

* O ts V w> O O O O O <r N n ps < Ό c N O) O CM m *<H m m rH Π ιΛ rs N Π r> N in h cm in o o o

CM CO O O CO O O O O OOOO cm Ό O CO

r-t vOOv woo n o cm so o m n cm v N N *sT CM C N Π m o rs. r- o ιη η m «η ό

cm *-t H

O O O

0 co o o co o o o o o o o o cn o o α f-t O cm v O cm o O o n n O o n O v

£_, - CM O«-»«*» ^ON rM CO

CO ιΛ >n O m Ή o

-S

ω -Co o o o t: oooo ou-ioo o o o o inoo® (U co v O O v cm o O O O cm O O r-Ocsv ✓—s, i o f—t n h o no f— o n co m <r r* η h o cm X -i-J o cn m en

ZJ CO H CO CO D

I<C COOOO CM CM O O CM O O O m O O CO

CO sO V CM CM »-M Η Οι N N rH <n CM CM CO O O V

p .) rM rH m r-( H nOrlrl «-TOO

£QØ mm m »η h m «Λ >~i -h CO c

rH C G— Q

CO * SO CM CO CO CM ΓΜ CM CM C3 C* © N \0 CO CO CO

\ O' Vr-tOV σ> vn Ό ·—f * V fs rH rHVOV

02 ion cm cn cm m <r m cm cn

D

\

“D

•H CO CM co CO CM CM cO CM © O © (O CO CO CM CO

L_ N v H V rH r-M V r-H V V V m V Y rM V

m mm m cm m

tM

* Q3 O co CO CO CO co co CO CO Q Q 03 CO CO CO CO CO P-.

vvvv vvvv vvvv vvvv ^ •ςτ H © Q © © CO co CO CO CO CO CO CO cO cO co co ^ 1 VVVV VVYY vvvv vvvv _ CT>

CD

“O

^ oCD

> CL

u O ε m m m m oooo * ^ cm cm cm cm mm mm **“* m m m m © o o o η η η h _J OOOO CM CM CM CM OOOO OOOO 'c e rtHHH c • ε o\ o c er

O O rH

^ £

^ I

^ ^ 4-> <U

< ea CD “O

• w ^ rH S

c, O <N Ol N CM m O* O t-l O' N η ΟΟΜΊΛ rs o r. rs < n © cm η m o? μ <y <r cm m 7,w

U Η Η Η Η H O O rH rH rH rH rH ιΗ H O r· CJ

OOOO er* O CO O © O' O Cl σ* σν rs o OM

co OD CO co rs © IS CO CsPsCOCs (S Is· fs © ¢-

>> > > > > »-H Q

sk

DK 163931 B

39

Generelle konkluderende bemærkninger

Den foreliggende opfindelse angår er væsentligt fremskridt ved anvendelse af rekombinant DNA-teknologi. Det 5 praktiske mål med at syntetisere HBsAg i en mikro organisme-vært er blevet opnået. Modifikationer til forøgelse af HBsAg-produktionen og forbedring af udbyttet af HBsAg efter rensning, som falder inden for opfindelsens område, er omfattet af dennes rammer. Eksempler på så-10 danne modifikationer kunne indebære forbedrede promoter-systemer, mere produktive værtcellestammer, forbedringer i rensningsteknik og modifikationer til forbedring af antigeniciteten af produktet eller dets immunogenicitet.

15 Skønt den mikroorganisme, der blev anvendt ved disse studier, var gær, betragtes enhver eukaryotisk mikroorganisme som værende i stand til at tjene som værts-stamme til fremstilling af HBsAg-partikler, forudsat at der derved syntetiseres en tilstrækkelig mængde antigen.

20 Eksempler på andre eukaryotiske mikroorganismer, som kan anvendes, omfatter bl.a. medlemmer af slægterne asper-gillus, penicillium og neurospora såvel som arten Saccharomyces.

25 Følgende plasmider og transformerede gærstammer blev deponeret i American Type Culture Collection, 12301 Parklawn Drive, Rockville, MD 20852, USA.

Beskrivelse Deponeringsdato Deponeringsnr.

30 1. Plasmid pHBS-16 4. august 1981 40043 2. S. cerevisiae 4. august 1981 20619 XV610-8C/pHBS-16 35 3. Plasmid pHBS56 7. juli 1982 40047

DK 163931 B

40 4. Plasmid pHBS16-3 7. juli 1982 40048 5. S. cerevisiae 7. juli 1982 20647 AB35-14D/pHBSl6-3 5 6. S. cerevisiae 7. juli 1982 20646 AB35-14D/pHBS16-4 7. S. cerevisiae 7. juli 1982 20648 10 2150-2-3/pHBS56 8. Plasmid pHBS16-4 7. juli 1982 40046 9. Plasmid pHBS16-5 7. juli 1982 40045 15 10. S. cerevisiae 7. juli 1982 20645 AB35-14D/pHBS16-5 11. Plasmid pHBS56-3 14. juli 1982 40051 20 12. Plasmid pHBS56-5 14. juli 1982 40052 13. S. cerevisiae 14. juli 1982 20649 2150-2-3/pHBS56-3 25 14. S. cerevisiae 14. juli 1982 20650 2150-2-3/pHBS56-5 30 Deponeringsstedet blev bedt om at behandle de ovennævnte deponerede organismer i overensstemmelse med bestemmelserne og betingelserne i Budapest Treaty on the International Recognition of the Deposit of Microorganisms for the Purposes/Patent Procedure.

35

Claims (18)

1. DNA-overføringsvektor omfattende et gær-replikations-5 startområde, et gærpromoterfragment og, i korrekt orientering med promoterfragmentet, et DNA segment kodende for S-proteinet i Hepatitis B virus.

2. DNA-vektor ifølge krav 1, kendetegnet 10 ved, at den yderligere omfatter et gærgen til mulig- gørelse af valg af gærtransformanter.

3. DNA-vektor ifølge krav 1, kendetegnet ved, at gærgenet er trpl-genet. 15

4. DNA-vektor ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den yderligere omfatter et bakterielt replika-tionsstartområde.

5. DNA-vektor ifølge krav 1, kendetegnet ved, at S-proteinkodningsregionen er opnåelig fra et Tacl-Hpal-fragment af HBV DNA.

6. Fremgangsmåde til fremstilling af HBsAg, kende-25 tegnet ved, at man dyrker en kultur af gærceller transformeret med DNA-overføringsvektor omfattende et segment kodende for Hepatitis B overfladeantigen, fremstiller en ekstrakt af nævnte gærceller, og 30 renser HBsAg fra nævnte ekstrakt.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, at overføringsvektoren yderligere omfatter et gær- 35 promoterfragment nabostillet til S-proteinkodningsregionen og i korrekt orientering dermed. DK 163931 B

8. Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendetegnet ved, at promoteren er afledt fra et gærgen.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 8, kendetegnet 5 ved, at gærstammen er XV610-8C/pHBS-ll, XV610-8C/pHBS-16 eller GM-3C-2/pHBS-25.

10. Gærcelle indeholdende en DNA-overføringsvektor, kendetegnet ved, at den omfatter et gærrepli- 10 kationsstartområde, et gærpromoterfragment og, i korrekt orientering i forhold til promoterfragmentet, et DNA segment kodende for proteinet af Hepatitis B overfladeantigen. 15

11. Gærcelle ifølge krav 10 af en vilkårlig af gærstam merne XV610-8C/pHBSll, XV610-8C/pHBS16, GM-3C-pHBS25, AB35-14D/pHBS16-3, AB35-14D/pHBS16-4, AB35-14D/pHBS16-5, 2150-2-3/pHBS56, 2150-2-3/pHBS56-3 eller 2150-2-3/pHBS56- 5. 20

12. Gærfermenteringsmedium indeholdende en gærcelle ifølge krav 10 eller 11.

13. DNA-overføringsvektor ifølge krav 1 eller 2, k e n -25 detegnet ved, at den omfatter et gærtermina torsegment efter det segment, der koder for S-proteinet, i transkriptionsretningen for segmentet.

14. DNA-overføringsvektor ifølge krav 13, kende-30 tegnet ved, at det omfatter et af plasmiderne pHBS25, pHBS56, pHBS456-3 eller pHBS56-5.

15. DNA-overføringsvektor ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den omfatter en væsentlig del af 2- 35 mikron-cirkelplasmidet af gær. DK 163931 B

16. DNA-overføringsvektor ifølge krav 15, kendetegnet ved, at den omfatter det større EcoRI-Sphl-fragment af gærens 2-mikron-cirkelplasmid.

17. DNA-overføringsvektor ifølge krav 15 eller 16, kendetegnet ved, at den omfatter et gærtermi-natorfragment efter det segment, der koder for S-protei-net, i transkriptionsretningen for segmentet.

18. DNA-overføringsvektor ifølge krav 15 eller 16, kendetegnet ved, at den omfatter et vilkårligt af plasmiderne pHBS56, pHBS56-3 eller pHBS56-5. 15 20 25 30 35