JP2000500734A - Bacterial delivery system - Google Patents

Bacterial delivery system

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、バクテリア デリバリー システムを用いて細胞に機能的核酸を導入する方法に関する。このデリバリー システムは、感染症の治療及び阻止のためのワクチンに用いることができる。本発明は、変性株Shigellaなどの望むバクテリアのいずれにも適用することができる。 (57) [Summary] The present invention relates to a method for introducing a functional nucleic acid into cells using a bacterial delivery system. This delivery system can be used in vaccines for the treatment and prevention of infectious diseases. The present invention can be applied to any desired bacteria, such as the modified strain Shigella .

Description

【発明の詳細な説明】 細菌送達系 本発明は、細菌送達系(bacterial delivery system )を用いて機能性核酸を 細胞中に導入する方法に関する。細胞に機能性核酸を送達することができる細菌 性ベクターは、細胞に侵入することができるか、または細胞により取り込まれる ことができるか、または細胞に取り込まれるように核酸を放出することができる 細菌中に、プロモーターと、真核生物細胞により認識される他の指令を含む細菌 性プラスミドを、導入することにより作成することができる。この送達系に使用 される細菌は、選択した核酸を送達するために生きている必要はない。このよう に細胞に送達される核酸は、真核生物細胞に指令を出して抗原または他の機能性 分子を産生させることができる。 したがってこのユニークな細菌送達系は、感染症および癌を予防または治療す るため、移植における組織拒絶の場合には免疫系をダウンレギュレーションする ため、自己免疫疾患および免疫系の調節不全に関連する他の疾患を予防または治 療するための、ワクチンとして使用することができる。さらに、本細菌送達系は 、遺伝性の遺伝病、癌およびウイルス感染症のような疾患の治療または改善のた めの、遺伝子治療または遺伝子置換のために使用することができる。 直接DNA介在免疫化は、機能性核酸の導入およびワクチン開発への別のアプ ローチである。ウイルスプロモーターの制御下で目的のタンパク質を発現する高 度に精製した細菌性プラスミドDNAは、従来の針とシリンジにより、またはD NA被覆金微粒子によるバイオリスティック(biolistic )トランスフェクショ ンのような他のより新しい方法により、主に筋肉または皮膚に注射される(総説 については、ジェイ・ジェイ・ドネリー(Donnelly,J.J.)ら,J.Immunol.Me thods(1994)176: 145を参照のこと)。この方法を用いて研究者らは、中和抗 体、細胞毒性Tリンパ球、およびインフルエンザからマラリアにわたる感染のい くつかの動物モデルにおける抗原刺激に対する防御を、誘発することができた。 本発明に記載される送達系としての細菌の使用は、哺乳動物細胞にDNAを送達 するユニークな方法であり、そして、DNA免疫化を局所免疫系に拡大し、かつ 経口および他の粘膜経路の免疫化より優れた、単純で費用のかからない方法を提 供する可能性を有する。 従来は、後の感染に対して防御するためのワクチンとして生きた細菌を利用し てきた。弱毒化したかまたは病原性の小さい赤痢菌(Shigella)、サルモネラ( Salmonella)、リステリア(Listeria)、および他の細菌が、これらの細菌のよ り病原性の強い型によるその後の感染に対して免疫化するために、経口投与され てきた。同様に、弱毒化した細菌、およびカルメット−ゲラン菌(BCG)のよ うなマイコバクテリアは、結核菌(M.tuberculosis )のような関連生物に対し て防御するために非経口的に投与されてきた。細菌、ウイルスおよび寄生生物の 遺伝子は、その細菌が外来抗原を発現するように指令するか、または生ワクチン として使用するためのいくつかの望ましい性質を細菌に付与する目的で、種々の 細菌およびマイコバクテリア中にクローン化されてきた。例としては、通常は非 侵入性の大腸菌(E.coli )中に赤痢菌の侵入遺伝子をクローン化して大腸菌を 侵入性にし、こうしてワクチン株としての使用にさらに適切なものにすること、 またはネズミチフス菌(Salmonella typhimurium)中に熱帯熱マラリア原虫(P. falciparum malaria )遺伝子をクローン化して、次にチフス菌がこれらのマラ リアタンパク質を発現させ、そしてこの細菌の経口投与により、マウスにおいて マラリア抗原刺激に対して特異的な細胞毒性T細胞免疫および防御を誘導するこ とを含む(サドフ(Sadoff)ら,Science(1988)240: 336-338 ;アグラウォル (Aggrawal)ら,J.Exp.Med.(1990)172: 1083-1090)。これらの全ての細菌 送達系は、抗原または機能性分子を産生するために細菌そのものを必要とし、そ してヒトで使用するのに安全であるように十分に弱毒化されているが、なお防御 応答を誘導することができる細菌に依存している。本発明の細菌送達系は、真核 生物細胞に指令して抗原および他の機能性分子を産生させる機能性核酸を送達す るように設計される。この場合、プラスミドにコードされる遺伝子発現が、細胞 機能の提示または指令のための抗原の適正な折り畳みを可能にする、真核生物細 胞の機構に依存するため、担体に対する毒性は排除されている。さらに、必要で あれば、原核生物により産生された抗原および機能性分子を送達するために使用 することができる。 本発明は、目的の任意の細菌に適用することができる。真核生物細胞の細胞に 侵入し、ファゴソームから逃れ、そして細胞質に入り込む赤痢菌の能力のため、 細菌送達系の一例として赤痢菌を選択した。これらの性質は、本発明の適用のた めに選択される細菌に必要なものではないが、これらが実験系を単純化した。赤 痢菌は、ワクチンとしての有用性を有する、核酸送達および細菌性抗原の送達の 両方の例として機能する。赤痢菌は、ヒト結腸上皮に侵入して細胞内で増殖して 細菌性赤痢を引き起こす、腸内病原体である。細菌性赤痢は、赤痢菌属の全ての メンバーにより引き起こされる(ボイド赤痢菌(S.boydii )、志賀赤痢菌(S. dysenteriae)、フレクスナー赤痢菌(S.flexneri )、およびソンネ赤痢菌( S.sonnei ))。細菌性赤痢は、開発途上国に多いが、先進国でも特に施設環境 で見られる。細菌性赤痢は、年間50万人(主として子供)の死亡の原因である と推定されており、このため安全で有効な赤痢菌ワクチンの開発が重要である( ビー・ジェイ・ストール(Stole,B.J.)ら,J.Infect.Dis.(1982)146: 17 7 )。本明細書の前記または後記の全ての引用文献は、参考のため本明細書に組 み込まれる。 赤痢を引き起こすためには、赤痢菌株は結腸の上皮細胞を認識し、侵入して細 胞内で増殖できることが必要である(イー・エイチ・ラブレック(LaBrec,E.H. )ら,J.Bacteriol.(1964)88: 1503)。細菌と宿主細胞の両方が、侵入過程 において役割を果たしており、この過程で、宿主細胞は活発に細菌を飲み込み、 次に細菌はファゴソーム膜の細菌介在性消化によりファゴソームから逃れる(ピ ー・ジェイ・サンソネッティ(Sansonetti,P.J.)ら,Infect.Immun.(1981) 34: 75)。いったん細胞に入ると、細菌が増殖して宿主細胞の壊死を引き起こす 。 以前の研究により、赤痢菌の生菌または死菌による非経口的免疫化は、感染を 防御しないことが証明されている(エス・ビー・フォーマル(Formal,S.B.)ら ,Proc.Soc.Exp.Bio.Med.(1967)25: 347 ;エイ・アール・ヒギンズ(Hig gins,A.R.)ら,Am.J.Trop.Med.Hyg.(1955)4: 281;エイチ・ジェイ・ ショーグネシー(Shaugnessy,H.J.)ら,JAMA(1946)132: 362)。近年の努力 は、粘膜性免疫を誘導するための弱毒化赤痢菌ワクチンの開発に焦点を合わ せてきた(エイ・エイ・リンドバーグ(Lindberg,A.A.)ら,Vaccine(1988)6 : 146 ;ジェイ・ダブリュー・ニューランド(Newland,J.W.)ら,Vaccine(1 992)10: 766)。いくつかの候補が有望であることを示したが、安全かつ有効な ワクチンは見い出されていない。これまでに作成された赤痢菌ワクチン候補は、 以後の抗原刺激を防御することができる防御性免疫応答を誘発しないか、または その株が、ヒトに使用するのに十分には弱毒化されていなかった。 したがって、上記の観点から、赤痢菌感染症に対するワクチン候補として、さ らには異種および同種の抗原の送達、およびDNA介在免疫化、および遺伝子送 達のための、細菌ベクターとして役立つ、赤痢菌の適正に弱毒化された株に対す るニーズが存在する。要約 本発明では、機能性核酸を細胞に送達し、かつ異種および同種抗原を送達する ことができる弱毒化赤痢菌株が記載される。本明細書には具体的な細菌が記載さ れており、細菌が生存していても不活化されていても、核酸を真核生物細胞に送 達することが示されるが、本発明は、全ての細菌およびマイコバクテリアに適用 可能である。植物細胞のような他の細胞に導入されたプラスミドもまた、これら の細胞が核酸を送達できるようにすることができる。 具体的には、本発明の弱毒化赤痢菌株は、機能性核酸を送達することができ、 かつ赤痢菌感染症に対してそれ自体ワクチン候補として作用する。本発明の弱毒 化赤痢菌株は、細胞に入り込むが、いったん宿主細胞の中に入れば、死滅してそ の内容物を放出する。本明細書に記載の弱毒化赤痢菌株は、疾患を引き起こさな いよう十分に弱毒化されているが、なお哺乳動物細胞に入り込む能力を維持して いる。この株は、赤痢菌による角膜上皮の侵入が、ヒトまたは霊長類宿主の小腸 上皮において見られるプロセスを模倣している動物モデルであるモルモットの角 結膜炎モデルにおいて、フレクスナー赤痢菌(Shigella flexneri )2a株24 57Tの抗原刺激に対して防御性であることが証明されている(マッケル(Mack el)ら,Am.J.Hyg.(1961)73: 219-223;ビー・セレニー(Sereny,B.),Ac ta Microbiol.Acad.Sci.Hung.(1962)9: 55-60)。 我々は、抗原提示のためのタンパク質合成およびプロセシングのために宿主細 胞の細胞質にDNAを導く方法として、上皮細胞に入り込み、そして食細胞の液 胞から逃れる赤痢菌の能力を利用した(エヌ・ハイ(High,N.)ら,EMBO J.(19 92)11: 1991)。腸の粘膜上皮細胞にDNAを送達する特定の目的のために、ア スパラギン酸b−セミアルデヒド脱水素酵素(ASD)をコードする遺伝子の突 然変異を、フレクスナー赤痢菌(S.flexneri )2a株2457Tに導入した。 これにより、グラム陰性細菌の細胞壁を構成する必須ペプチドグリカン成分であ るジアミノピメリン酸(DAP)の非存在下では増殖できない株が生じた。DA Pは、哺乳動物組織には存在せず、したがって感染細菌による捕捉に利用される ことはない。赤痢菌のこの変異体株は、非常に弱毒化された細菌性ベクターであ り、哺乳動物細胞に侵入して、株特異的な赤痢菌感染に対する防御免疫を提供し 、さらに経口および他の粘膜DNA免疫化のためおよび遺伝子治療方策のための 、送達ビヒクルとして作用することができる。 したがって本発明の1つの目的は、細胞に入り込む能力は保持しているが、い ったん細胞に入ると死滅する、赤痢菌の弱毒化株を提供することである。赤痢菌 の弱毒化株は、赤痢菌により引き起こされる疾患の重篤度または症状の治療また は軽減のため、または赤痢菌感染に対する防御のためのワクチンとして使用する ことができる。 本発明の別の目的は、細胞に入り込む能力は保持しているが、いったん細胞に 入ると死滅する赤痢菌の弱毒化かつ不活化株を提供することである。赤痢菌の弱 毒化かつ不活化株は、赤痢菌により引き起こされる疾患の重篤度または症状の治 療または軽減のため、または赤痢菌感染症に対する防御のためのワクチンとして 使用することができる。 本発明のさらに別の目的は、感染に対する防御ワクチンとしての使用、または 赤痢菌感染により引き起こされる疾患を改善するための、赤痢菌の異なる株を弱 毒化する方法を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、細胞に入り込む能力は保持しているが、いったん 細胞に入ると死滅する弱毒化赤痢菌、および薬剤学的に許容しうる賦形剤を含む 、個体において赤痢菌により引き起こされる症状を軽減するためのワクチンを提 供することである。 本発明のさらなる目的は、粘膜表面へのDNAの送達のための送達ビヒクルを 提供することである。目的の遺伝子または抗原をコードするDNAは、哺乳動物 細胞に入り込むことが可能であるようにした、上述の本発明の弱毒化赤痢菌株ま たは弱毒化/不活化赤痢菌株、および組換え弱毒化赤痢菌株に導入することがで きる。弱毒化株に導入される突然変異により、組換え弱毒化赤痢菌は、いったん 細胞に入ると死滅して、哺乳動物細胞に機能性外来DNAをうまく送達すること ができる。このような送達ビヒクルは、経口および他の粘膜免疫化、および遺伝 子治療方策のために使用することができる。 本発明のさらに別の目的は、外来抗原に対する免疫応答を個体において誘導す るために、または外来抗原が見つからないか少量しか見い出せない疾患の治療の ために、弱毒化赤痢菌により発現される異種外来抗原を送達することである。 本発明のさらに別の目的は、その細胞を移植および遺伝子治療に使用するため に、インビトロで細胞にDNAおよび抗原を送達するための送達ビヒクルを提供 することである。 本発明のさらに別の目的は、フレクスナー赤痢菌(S.flexneri )感染症に対 するワクチンとして使用するための、フレクスナー赤痢菌(S.flexneri )の弱 毒化および弱毒化/不活化株を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、フレクスナー赤痢菌(S.flexneri )による感染 に対するワクチンとして使用するため、個体においてそのような感染により引き 起こされる症状を軽減するため、または異種抗原またはDNAの送達ビヒクルと して、asd遺伝子の変異体であるフレクスナー赤痢菌(S.flexneri )の弱毒 化株を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、DNA送達ビヒクルとしての細菌の新規な種を使 用するために、赤痢菌の侵入遺伝子を他の細菌種に導入する方法を提供すること である。 本発明のさらなる目的は、赤痢菌がき起こす疾患を検出するため、または個体 において赤痢菌への暴露を測定するための診断測定法において使用することがで きるより安全な株、およびそのためのキットを提供することである。 本発明のさらに別の目的は、試料中の赤痢菌の検出のための診断測定法に使用 する抗体を産生するための、赤痢菌の成分を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、ワクチンとして防御性免疫を誘導するため、腫瘍 の予防および治療のため、自己免疫病の治療および予防のため、免疫系の機能不 全に関連する症状の治療のため、移植のため、遺伝子置換、および遺伝子治療の ために、細菌送達系を使用して、機能性核酸を細胞中に導入するための一般的な 方法を提供することである。図面の簡単な説明 本発明のこれらおよび他の特徴、面および利点は、以下の説明、請求の範囲お よび添付図面から、より一層理解されるであろう。 図1は、フレクスナー赤痢菌(S.flexneri )2a株2457TのΔasd誘 導体の作成を示す。 図2は、哺乳動物のDNA発現プラスミドであるpCMVβをBHK細胞に送 達するための担体として、15D株を使用した結果である。(a)生きている1 5D(○)と15D(pCMVβ)(Σ)の数は、48時間にわたって測定した 。(b)β−ガラクトシダーゼ活性/mgタンパク質の単位もまた、BHK単独( ○)、15Dで感染させたBHK細胞(●)、および15D(pCMVβ)で感 染させたBHK細胞(−)について測定した。セミコンフルエントなBHK細胞 のフラスコは、約0.5〜1×107細胞から構成される。β−ガラクトシダー ゼ活性は、予測される0.5×107細胞について測定した。 図3は、15Dと15D(pCMVβ)で感染させたBHK細胞中のβ−ガラ クトシダーゼの発現を検出するために、細胞内免疫染色の結果を示す。(A)ゲ ンタマイシン含有培地の添加の30分後の、ロイコスタット(Leukostat )で染 色した、15D(pCMVβ)で感染させたBHK単層(100×油浸レンズ) 。ゲンタマイシン含有培地の添加後の免疫染色した感染させたBHK細胞:(B )15D(pCMVβ)30分、(C)15D 4時間、(D)15D(pCM Vβ) 4時間、(E)15D(pCMVβ) 24時間、(F)15D(pC MVβ) 48時間、(G)15D 24時間、および(H)BHK細胞単独; (B−H 10×蛍光位相レンズ)。 図4は、濃縮細菌懸濁液を鼻内に投与したマウスの、ConA(図4A)、大 腸菌LPS(図4B)、熱死滅2457T(図4C)、および精製β−ガラクト シダーゼ(図4D)により誘導されたリンパ増殖性応答を示す。脾臓細胞(1× 105/ウェル)を、10μg/mlのポリミキシンB(バローズウェルカム(Burro ugs Wellcome )、リサーチトライアングルパーク(Research Triangle Park) 、ノースカロライナ州)とともに、5μg/mlのConA、2.5μg/mlの大腸菌 LPS、5μg/mlの熱死滅2457T、および2.5μg/mlのβ−ガラクトシダ ーゼの存在下で、3日間培養した。増殖のレベルは、セルタイター(Cell Titer )96(登録商標)AQueous 非放射性細胞増殖キット(プロメガ(Promega)、 マジソン、ウィスコンシン州)を使用して測定した。報告したOD490値は、 刺激した細胞の平均値から刺激していない細胞の平均値を引いて算出した。 図5は、鼻内に接種したマウスのβ−ガラクトシダーゼに対する抗体応答を示 すウェスタンである。マウスの群に、50μg/mlのDAPを含有する15D、1 5D(pCMVβ)、または15D(pCMVβ)のいずれかを投与した。β− ガラクトシダーゼに対する反応性について、血清を試験した。レーンAは、クマ シーで染色したSDS−PAGEゲルである。免疫ブロットB〜Gは、B、106 15D;C、10715D;D、10715D(pCMVβ);E、10615D (pCMVβ);F、10715D(pCMVβ)+DAP;およびG、1061 5D(pCMVβ)+DAPを接種したマウスのプール血清の1:50希釈物に 暴露した。免疫ブロット対照レーンは;H、1:10,000抗β−ガラクトシ ダーゼ(プロメガ(Promega ));I、食塩水を接種したマウスのプール血清の 1:50希釈物;およびJ、1:500のアルカリ性ホスファターゼが結合した 2次ウサギ抗マウス、である。詳細な説明 本発明は、赤痢感染症に対する防御用の免疫原として使用するための、かつ異 種抗原の送達用の担体として使用するための、粘膜表面にDNAを送達するため の、または診断測定法で使用するための、弱毒化赤痢菌株および弱毒化赤痢菌株 を製造する方法を記載する。本方法は一般に、すべての細菌およびマイコバクテ リウア(Mycobacteria)に適用される。 具体的には本発明は、細菌細胞壁の構成成分であるジアミノピメリン酸(DA P)の合成に必要な必須の酵素であるアスパラギン酸b−セミアルデヒド脱水素 酵素(ASD)をコードする遺伝子内に、欠失を含むフレクスナー赤痢菌(S.f lexneri)の単離体の作成を記載する。理論には拘泥されないが、この突然変異 株は、哺乳動物細胞に入る能力を保持しているが、いったん細胞内に入ると、D APが存在せずこれを哺乳動物から利用できないため複製できず、その結果菌は 死滅し、菌体内のすでに存在する完全なDNAや抗原を含む内容物を放出する。 さらに詳しくは、フレクスナー赤痢菌(S.flexneri )2a株2457Tは、 染色体への、構造遺伝子の439位〜991位の553塩基対の欠失(配列番号 1)を含有する、欠失のある大腸菌asd遺伝子の組み込みにより、突然変異さ れた。完全なTn5カナマイシン遺伝子を含有するカナマイシン耐性カセットを 、突然変異asd遺伝子の両側の配列の間にクローン化した。 本発明において、任意の赤痢菌株を、弱毒化株としてのasd突然変異体を提 供するように、突然変異させることができる。菌株は病原性である必要はないが 、標的細胞に入るかまたはこれに摂取される能力を有することが好ましい。細菌 がいったん細胞内に入れば、asd突然変異は細菌の破壊を促進するであろう。 さらに、asd以外の任意の遺伝子を突然変異させて、細菌に対して同じ作用を 有するように、すなわち、細胞内に入りいったん細胞内に入ったら死滅するか、 または臨床症状が許容される程度まで弱毒化される、ことができる。このような 遺伝子の例には、thyA、LPS産生のための遺伝子、htrAおよびhtr B、およびdutがあるが、これらに限定されない。 asd遺伝子内で突然変異を作成する1つの方法を以下の例に記載する。ある いは、選択した遺伝子の突然変異は、遺伝子産物の機能が失われるかまたは変化 を受けて、細菌が宿主細胞内で生存できなくなるように遺伝的性質に変化を引き 起こす、DNAの任意の化学的変化であってよい。DNAの化学的変化には、単 一のまたは複数の欠失、単一のまたは複数の点突然変異、別の1つもしくは複数 の遺伝子もしくは遺伝子の一部の、突然変異を受ける遺伝子の構造的部分への組 み込み、およびトランスポゾンの付加または欠失があるが、これらに限定されな い(クロックナー(Klockner)ら、J.Mol.Bio.(1977)116: 125 の総説を参 照されたい)。asd突然変異以外の突然変異を含む株が考えられるが、これら も本発明の範囲に包含される。異なる突然変異およびこれらの突然変異を導入す るための方法は、当業者に公知である(アール・ダブリュー・デービス(Davis, R.W.)ら、Advanced Bacterial Genetics .A Manual for Genetic Engineerin g 、コールドスプリングハーバーラボラトリー(Cold Spring Harbor Laborator y)、ニューヨーク州、1980を参照されたい)。 具体的には、弱毒化赤痢菌15D株は、以下のように調製した。クローニング に必要な制限部位をベクターに取り込むために、大腸菌のasdをコードする遺 伝子をPCRを使用して増幅した。本発明において、任意の相同性のあるasd 遺伝子を使用して、赤痢菌にasd欠失を作成することができる。相同性のある 遺伝子には、コリネバクテリウム・グルタミカム(Corynebacterium glutamicum )、枯草菌(Bacilluss ubtilis )、マイコバクテリウム・スメグマティス(My cobacterium smegmatis )、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、レプトスピラ ・インテロガンス(Leptospira interrrogans )、百日咳菌(Bordetella pertu ssis)、コリネバクテリウム・フラブム(Corynebacterium flavum)、髄膜炎菌 (Neisseria meningitidis)、コレラ菌(Vibrio cholera)、マイコバクテリウ ム・ボビス(Mycobacterium bovis )、ストレプトミセス・スキヨシエンシス( Streptomyces skiyoshiensis)、ストレプトコッカス・ミュータンス(Streptoc occus mutans)、ビブリオ・ミミカス(Vibrio mimicus)およびブルセラ(Bruc ella)種、から得られるasd配列があるが、これらに限定されない。選択され たベクターにクローニングに必要な制限部位を取り込むための任意の方法、例え ばリンカーまたはアダプターの使用、ポリリンカーへの平滑末端クローニング、 および他の当業者に公知の任意のDNAクローニング法、が使用できる。総説に ついては、Current Protocols in Molecular Biology、エフ・エム・アウスベル (F.M.Ausubel)ら編、グリーンパブリッシングアソーシエーツ・アンド・ウィ リーインターサイエンス(Greene Publishing Associates and Wiley-Interscie nce )、ニューヨーク州、を参照されたい)。さらに、目的の断片の挿入のため に線状化できる任意のベクターがクローニングに使用でき、これらは当業者に公 知である。ベクターの例には、高コピー数プラスミド、ファー ジミド、単一のコピーベクター、発現ベクター、およびファージなどがあるが、 これらに限定されない。 E.coli asdによる生成プラスミドを逆PCR増幅させ、E.col i asd構造遺伝子の553bp(位置439〜991)を欠失させて、突然 変異体E.coli asd又は△asd(配列番号:2)を作製する。突然変 異を導入し、遺伝子又は遺伝子の一部を欠失させるための当業者に公知の他の方 法、例えば、Bal 31消化、多重制限酵素消化(multiple restriction dige stion)又は組換えを用いることができる。 △asdを作製した後に、商業的なプラスミドpUC4K−KIXX(Pha rmacia)からのカナマイシン耐性(Kanr)カセットを精製して、隣接 △asd配列の間にクローン化して、△asd::Kanrを作製する。本発明 によると、抗生物質耐性のためであろうと、遺伝子療法若しくは抗原産生のため であろうと、任意の遺伝子(単数又は複数種類)をasd欠失部に挿入すること ができる。フラグメント・ライゲーションのための適当な末端の形成方法は当業 者に公知である。さらに、遺伝子をasd欠失部に挿入することは不必要であり 、欠失部自体が突然変異表現型を与え、弱毒化Shigellaを生成するため に充分である。 △asd::Kanrを陽性選択自殺ベクターpCVD442に挿入するため に必要な制限部位を含有する前進プライマーと逆プライマー(forward and rever se primers)を用いると、PCR増幅は内部欠失を有するasd遺伝子と、適当 な制限部位を有するKanrカセットとを含有するPCRフラグメントを生じた 。この場合にも、適当な制限部位を挿入するため、又はライゲーションが生ずる ようにライゲートされるフラグメント末端を生成するための任意の方法を用いる ことができる。このような方法は当業者に熟知されており、Maniatis等 のMolecular Cloning:A Laboratory Manu al ,Cold Spring Harbor Laboratories,1 982に考察されている。ベクターpCVD442は、組換えのための陽性対向 選択系(positive counter selection system)としてsacBを含有する可動性 自殺ベクターである。Shingella中で 機能しない複製起点を有する任意のベクターが受容される自殺ベクターとして役 立つ。さらに、例えばsacB、EF−G、klaA、B若しくはC、λP遺伝 子、又はT7バクテリオファージ遺伝子1.2若しくは10のような対向選択遺 伝子が形質転換体の選択のために好ましいが、必要ではない。 △asd::KanrのpCVD442へのライゲーションを用いる形質転換 のためにE.coli菌株SM10λpirを用いた。自殺ベクターの増殖を可 能にし、Shigellaにおける接合(conjugation)のために適当な菌株であ る任意の菌株を用いることができる。ベクターと適当な細菌とは当業者の知識の 範囲内である。SM10λpir(pCVD422::△asd::Kanr) をS.flexneri2a菌株2457T(pAB322[Tetr,Amps ])に接合して、Ampr/Tetr接合体(conjugant)を選択した。Shige llaのコンジュゲーションは当業者に周知である。レシピエント菌株(recipie nt strain)をタグする(tagging)ために任意の方法を用いることができる。栄養 要求性マーカ又は抗生物質マーカーがドナー菌株と比較した選択を可能にする。 同様に、自殺ベクターを形質転換又はエレクトロポレーションによってShig ella中に直接導入することもできる。接合体をスクロース上で増殖させると (これは、sacB含有プラスミドに関する標準的なプロトコールである)、第 2組換えイベントが生じて、ATCC accession番号ATCC557 10が与えられた、単離体15Dが得られた。 Kanrと、DAPの必要条件とをスクリーニングすることによって選択すべ き単離体を得た。選択すべき単離体を、ASD遺伝子中に突然変異が存在する場 合にはDAPの必要条件に関して、又は欠失した遺伝子産物の必要条件に関して 、又は細菌中に挿入された遺伝子の存在に関してスクリーニングすることができ る。他のスクリーニング方法は当業者に公知であり、菌株の特定の特性(specifi cs)に依存する。例えば、組換えフラグメント間に維持される例えばxy1Eの ようなマーカー遺伝子をスコアリング(scoring)することによっても陽性選択を おこなうことができる。 1実施態様では、本発明は所望の遺伝子(単数又は複数種類)を細胞に供給す る方法に関し、この方法は次の工程: (I)問題の遺伝子を弱毒Shigellaの菌株中に導入する工程と; (II)前記Shigellaを投与する工程と を含む。本発明によると、任意の遺伝子(単数又は複数種類)を上記方法によっ て、Shigella染色体中又はビルレンス(virulence)プラスミド中に導入 することができる、又は代替え的にShigellaによって複製又は非複製プ ラスミド中に運ばれることができる。問題のベクターは形質転換、エレクトロポ レーション、トランスフェクション又は接合によって導入することができる。免 疫処置用の遺伝子は、例えばレトロウイルスのような下痢疾患を惹起する微生物 、例えばヒト免疫不全ウイルス、Neisseria gonorrhoeae 及びヒト乳頭腫ウイルスのような、性的伝染病を惹起する微生物、及び例えば潰 瘍誘発性Helicobacter pyloriのような、胃腸病を惹起する 微生物からの異種抗原(foreign antigen)をコードする遺伝子を包含する。弱毒 化Shigellaは、細菌が生きているか不活化されているかに拘わらず、細 胞にDNAと抗原とを供給することが判明した。細菌の不活化は技術上公知であ り、例えば30分間にわたって56℃に加熱することによって達成することがで きる。不活化は、機能性核酸の供給が過度に損なわれないような程度にのみおこ なうことができる。 粘膜免疫系にShigellaによってDNAコード化抗原を供給することは 、クラスI及び/又はクラスII提示、Th1若しくはTh2ヘルプ(help)の刺 激を目的とすることができ、IgAとIgG抗体の産生のために適当な折り曲げ とコンフォーメーショナル(conformational)エピトープとを維持しながら分泌さ れることができる多重抗原による同時粘膜免疫処置を可能にすると考えられる。 同様な方法は、遺伝子療法と、先天性代謝欠陥の修正とのためのDNA供給に 用いることができる。このような遺伝子は、例えば嚢胞性線維症のCFTR遺伝 子のような欠陥遺伝子の置換、又は例えば逆転写酵素、若しくはHIVの治療の ためのプロテアーゼアンチセンス遺伝子、若しくは例えばインターロイキン−1 2(IL−12)のようなTh1免疫応答をアップレギュレートする遺伝子、若 しくは例えばコレステロールとコレステロール受容体、インスリンとインスリン 受容体のような、ある一定の受容体、代謝産物及びホルモンをアップ−若しくは ダウン−レギュレートする遺伝子、若しくは例えば腫瘍壊死因子(TNF)のよ うな癌細胞を殺すことができる生成物をコードする遺伝子、若しくは例えば成長 ホルモンの分泌、骨成長を促進するための骨細胞の刺激及び骨脱離を減ずるため の破骨細胞のダウンレギュレーションのような、エージングを包含する多様な理 由から低下した系をアップレギュレートするための遺伝子のような新しい遺伝子 の導入を包含する。 同様な方法は、免疫系の調節不能に関与する自己免疫疾患及び他の疾患を防止 若しくは制御するため、又は移植を包含する特定の疾患若しくは状態を予防若し くは治療するための抗原特異的又は一般的な方法で免疫系をダウンレギュレート するための核酸の供給に用いることができる。例は自己免疫 脳炎、多発性硬化 症、エリテマトーデス、真性糖尿病、Crohn病と他の炎症性腸疾患、及び慢 性関節リウマチと他の炎症性関節及び皮膚疾患の予防と治療を包含する。他の例 は、例えば癌と他の疾患に対する保護的及び治療的免疫応答から逸脱した免疫応 答のダウンレギュレーションのような、適当な保護的及び治療的免疫応答を阻害 する免疫応答のダウンレギュレーションを包含する。例えば、Th1応答が癌、 Leishmania、Mycobacterium結核及びHIVの予防と治 療のために適当である場合のTh2応答のダウンレギュレーション。これは、N 及びHIVを通してこの方法を用いて達成することができる。腸及び他の局所免 疫系の特有の免疫抑制特性を、適当なサイトカインの産生をコードする能力と組 み合わせたこの操作は、適当な免疫応答を誘導し、不適当な免疫応答を抑制する 環境である(milieu for)。 他の実施態様では、本発明は問題の抗原を細胞に導入する方法に関する。この ような方法は、所望のDNA又は抗原を弱毒Shigella又は弱毒/不活化 Shigella中に所望の抗原が産生されるように導入することと、前記Sh igellaを個体(individual)に投与することを含む。前記抗原は前記細胞に 入る前にShigellaのライフサイクル中に産生されることができる。これ らの抗原は原核プロモーターから発現され、構成的に発現されるか又は誘導され ることができる。このような遺伝子は、それらからの免疫応答が望ましい寄生微 生物からの遺伝子を包含する。 他の実施態様では、本発明は問題の抗原を細胞にin vitroで導入する 方法に関する。このような方法は、所望のDNA又は抗原を弱毒Shigell a又は弱毒/不活化Shigella中に所望の抗原が産生されるように導入す ることと、前記Shigellaを細胞に投与することを含む。Shigell aは数種類の異なる細胞、例えばBHK(ベビーハムスター腎細胞)、HeLa (ヒト子宮上皮様癌)、CaCo−2(ヒト結腸腺癌)を感染させるので、所望 のDNA又は抗原を前記DNAが発現されることができる細胞中に供給すること ができる。DNA供給後の細胞は治療目的のために、遺伝子療法のために、移植 することができる、又は診断分析の試薬として用いることができる。 さらに他の実施態様では、本発明は侵襲性細菌菌株の製造方法に関する。Sh igellaが用いる侵襲性遺伝子(invasion gene)は例えばE.coliのよ うな他の細菌に挿入することができる。今や侵襲性である、このような菌株は結 腸粘膜にDNAを供給するためのキャリヤーとして用いることができる。腸の天 然フローラに見い出される細菌である、E.coliのような供給ビヒクルを用 いることの利点の1つは、身体がこの細菌に対する免疫応答を起こさず、多量(m ultiple doses)の所望の抗原又はDNAを導入することができ、免疫応答を所望 の抗原に対して起こさせ、異種抗原を供給する細菌に対しては起こさせないこと である。VirG遺伝子、又は他の染色体コード化因子(chromosomally encoded factor)及びShigella中に見い出されるビルレンス遺伝子を含有するビ ルレンスプラスミドを用いて、非侵襲性候補から侵襲性菌株をエンジニアリング する(engineered)ことができる(Sansonetti等,Infect.Im mun.(1983)39:1392を参照のこと)。 さらに他の実施態様では、本発明はShigella感染に対するワクチンに 関する。本発明の弱毒S.flexneri菌株はS.flexneri感染に 対する免疫処置剤(immunizing)として用いることができる。この菌株はモルモッ ト角結膜炎動物モデルにおいて保護的免疫応答を誘発することが判明している。 他のShigella菌株もS.flexneriと同様に、上述したようにS higella遺伝子に突然変異を導入することによって、得られた Shigellaが細胞に入った後に死ぬように、弱毒化することができる。こ のような突然変異は例えばasd遺伝子中に存在することができ、得られた弱毒 化菌株は例えばS.boydii、S.dysenteriae、S.flex neri及びS.sonneiのような、用いたShigella菌株の特定の 血清型による感染に対するワクチンとして用いられる。弱毒化Shigella ワクチンは、弱毒化Shigellaの1種の菌株又は数種類の菌株を含有する 混合ワクチンとして形成されることができる。さらに、このワクチンは、加えた 抗原が弱毒化Shigellaワクチンの効果を妨げず、副作用及び不利な反応 があったとしても加算的に又は相乗的に上昇しないかぎり、少なくとも1種の他 の抗原を包含することができる。 ワクチンは、液体溶液若しくは懸濁液として;投与前に液体中に溶解又は懸濁 させるために適した固体形として製造される。この製剤は乳化することもできる 、又は成分はしばしば、例えば、薬品等級のマンニトール、ラクトース、澱粉、 ステアリン酸マグネシウム、ナトリウムサッカリン、セルロース、炭酸マグネシ ウム等のような賦形剤と混合される。これらの組成物は溶液、懸濁液、錠剤、ピ ル、カプセル、徐放性製剤、点鼻剤又は粉末の形態をとり、約10〜1012の弱 毒化及び/又は弱毒化/不活化Shigellaを含有する。 ワクチンは注入可能薬品の形状であることもできる。適当な賦形剤は、例えば 、生理的食塩水若しくは緩衝化生理的食塩水(pH約7〜約8)、又はデキスト ロース、グリセロール等及びこれらの組合せを含有することもできる、他の生理 的、等張性溶液を包含する。しかし、例えば強い界面活性剤、アルコール及び他 の有機溶剤のような、液体膜を破壊又は溶解するような作用剤は避けるべきであ る。さらに、必要な場合には、ワクチンは微量の例えば湿潤剤若しくは乳化剤、 pH調節剤、緩衝剤及び/又はワクチンの効果を補助するようなアジュバントの ような補助物質を含有することができる。有効であるアジュバントの例は、非限 定的に、水酸化アルミニウム、N−アセチル−ムラミル−L−トレオニル−D− イソグルタミン(thr−MDP)、N−アセチルムラミル−L−アラニル−D −イソグルタミニル−L−アラニン−2−(1’−2’−ジパルミトイル−sn −グリセロ−3−ヒドロキシホスホリルオキシ)−エチルアミン(CGP198 35 A,MTP−PEと呼ばれる)、及び2%スクアレン/Tween80エマルジ ョン中に細菌から抽出された3種類の要素:モノホスホリル脂質Aとトレハロー スジミコレートと細胞壁骨格と(MPL+TDM+CWS)を含有するTIBI を包含する。アジュバントの効果は、Shigella、運ばれる抗原、又は種 種なアジュバントからも構成されるワクチン中の弱毒化Shigellaの投与 から生じるDNAコード化抗原に対して誘導される所望の免疫応答のレベルを測 定することによって判定することができる。 ワクチンは上述したように調製された液体又は懸濁液として投与されることが できる。他の投与形式に適した他の製剤は座薬を包含する。さらに、ワクチンは 凍結乾燥することができる。座薬のために、慣用的な結合剤とキャリヤーは、例 えば、ポリアルキレングリコール又はトリグリセリドを包含することができ;こ のような座薬は所望の免疫応答を発生させる、即ち、好ましくない不利な副作用 を惹起させずに疾患発生率又は重症度を保護又は軽減するために充分に、一般に は一回量につき10〜1012コロニー形成単位の弱毒化Shigellaの範囲 内で弱毒化Shigellaを含有する混合物から形成することができる。 一般に、ワクチンは所望の免疫応答の発生のために有効な投与量で経口、皮下 、皮内、又は筋肉内に投与することができる。ワクチンは投与製剤に適合した方 法で、予防的及び/又は治療的に有効であるような量で投与される。一般には、 一回量につき10〜1012コロニー形成単位の弱毒化及び/又は弱毒化/不活化 Shigellaの範囲内である投与量は、これがShigellaに対するワ クチン又は異種抗原若しくはDNAのキャリヤーのいずれとして作用するのかに 依存し、さらに治療されるべき対象(subject)、所望の免疫応答を発生させる対 象の免疫系の能力、及び所望の保護の程度に依存する。投与すべき正確なワクチ ン量は医師(practitioner)の判断に依存し、各対象に、抗原に、又はShige llaのワクチンとして若しくはキャリヤーとしての使用に特有である。 ワクチンは単回量スケジュールで、又は好ましくは、第1回コースの予防接種 を1〜10回の分離投与量でおこない、その後に免疫応答を維持及び/又は強化 するために必要な、時間間隔を置いた他の投与量、例えば1〜4か月目に第2回 投与量を、必要な場合には、数か月後に次の投与量(単数又は複数)を投与する 多数回投与スケジュール(multiple dose schedule)で投与される。投与計画(dos age regimen)は、少なくとも一部は、個体(individual)の要求によっても決定さ れ、医師の判断に依存する。適当な免疫処置スケジュールの例は、(i)0、1 か月及び6か月スケジュール;(ii)0、7日間及び1か月スケジュール;(ii i)0及び1か月スケジュール;(iv)0及び6か月スケジュール;又は保護免 疫を与える若しくは疾患の症状を緩和する若しくは疾患の重症度を軽減するため に充分な他のスケジュールを包含する。1〜3回接種から成る免疫処置の第1回 コース後に、弱毒化ShigellaワクチンによるShigellaに対する 保護免疫の発生を妥当に予想することができる。これらを、保護免疫の充分なレ ベルを維持するために設計された、間隔を置いた(例えば、2年毎)追加免疫に よって補助することができる。 他の実施態様では、本発明はサンプル中のShigella抗原若しくはSh igella(特に、Shigella flexneri)に対する免疫応答 の存在を検出する方法に関する。本発明の弱毒化Shigellaを用いること の利点の1つは、高度に感染性の天然Shigellaによって必要な厄介な安 全処置の削減であり;弱毒化Shigellaは宿主細胞中でこの細菌が生残す ることができないために操作者に対する危険性低下を示す。検出プロトコールは 例えば競合分析、直接反応分析又はサンドイッチ型分析に基づくものであること ができる。プロトコールは例えば固体サポートを用いることも、又は免疫沈降法 によることもできる。大抵の分析はラベルの使用を含み;これらのラベルは例え ば蛍光性分子、化学発光性分子、放射性分子又は染料分子であることができる。 プローブからのシグナルを増幅する分析も公知であり、その例は、ビオチン若し くはアビジンを用いる分析と、酵素標識及び酵素仲介イムノアッセイ、例えばE LISA又はELISPOTアッセイとである。技術上周知の標準方法を用いて 、例えば微量定量(microtitration)プレート又は膜(例えば、ニトロセルロース 膜)のような面(即ち、固体サポート)を上記弱毒化Shigella又は弱毒 化Shigellaからの精製細菌要素(bacterial component)、例えばLPS 及び膜又は細胞要素によって被覆し、これをShigella感染を有する と疑われるヒトの血清と接触させることによって、診断分析を構成することがで きる。弱毒化Shigellaと血清中のそれに対して特異的な抗体との間に形 成された生成複合体の存在を、例えば蛍光抗体分光法又は比色定量のような、当 該技術分野で一般的な公知方法のいずれかによって検出することができる。この 検出方法は例えば、Shigella感染の診断、免疫応答の検出、及び特異的 Shigella要素への先行暴露の判定に用いることができる。 さらに、細菌要素、例えばLPS及び膜又は細胞要素は弱毒化Shigell aから安全に精製して、サンプル中のShigellaの検出のためのモノクロ ーナル又はポリクローナル抗体の産生のために用いることができる。これらの抗 体はShigellaに感染した個体の組織又は体液中のShigellaを確 認するために用いることができるので、このような感染症の迅速かつ正確な免疫 学的診断を可能にする。これらの抗体は、水、生物学的製剤(biologicals)、製 薬(pharmaceuticals)又は食品中に汚染物として存在するShigellaの免 疫学的検出のためにも有用である。検出は迅速、高感度及び高度に特異的である 。診断用組成物はShigellaを検出するために有効な一定濃度の抗体を含 有することもできる。抗体は凍結乾燥された形又は診断用に受容される他の形で パッケージされて、販売されることができる。これは如何なる免疫学的方法を用 いるかに依存して、適当なキャリヤーと混合する、適当な固相(例えば、ラテッ クス粒子、又はプラスチック微量定量プレート)に付着させる、酵素若しくは染 料と接合する、又は放射能標識することができる。抗体がShigellaを中 和する又は感染を軽減することが判明したならば、この抗体を免疫防御のために 又はShigella感染症若しくはそれらの結果(consequence)の治療のため に用いることができる。 さらに他の実施態様では、本発明は弱毒化Shigellaと、技術上周知で ある補助試薬とを含有し、食品、水、生物学的製剤及び製薬中の汚染物としての Shigellaの存在の検出、又はサンプル中のShigellaに対する免 疫応答の検出に用いるために適した診断キットに関する。Shigellaに対 する免疫応答を検出するためのサンプルはヒト、サル又は他の哺乳動物からの血 清及び組織サンプルである。この分析の実施のために必要な、適当な試薬と材料 は、分析指示の適当なセットと共にパッケージされることができる。本発明を以 下の実施例によってさらに説明するが、これらの実施例は例示のためのみに提供 するものであり、本発明の範囲を限定するものではない。本明細書の開示を考慮 するならば、請求の範囲に含まれる非常に多くの実施態様が当業者に自明であろ う。 実施例1 弱毒化S.flexneri2a菌株の構築 適当な菌株を構築する場合に、既に一般に知られた条件致死突然変異系を利用 した。細菌の細胞壁構成要素ジアミノピメリン酸(DAP)を合成するために必 要な必須酵素であるASDをコードする遺伝子中に欠失突然変異を起こさせた( Nakayama等,Biotechnology(1988)6:693)。 図1は15D、Shigella flexneri 2a菌株2457TのD asd単離体の構築を説明する。E.coli asdをコードする遺伝子(M aziza等,EMBO J.(1982)1:379)をPCRを用いて増幅 させて、BglII制限部位を組み入れる。asdを既述したベクター中にクロ ーン化して(Branstrom等,第33回ICAAC(New Orlea ns,LA,1993年10月20日)において発表,Abstract#11 36)、E.coli x6097の使用に関して選択した(Nakayama 等,上記文献)。得られたpAB102プラスミドを逆PCR増幅して、E.c oli asd構造遺伝子の553bp(位置439〜991)を欠失させた[ 全てのプライマーは5から3への配向で供給、配列番号:3〜8]。突然変異体 E.coli asd又は△asd(配列番号:2)を作製する。商業的なプラ スミドpUC4K−KIXX(Pharmacia)からのカナマイシン耐性カ セットをSmaIフラグメントとして精製して、隣接asd配列の間にクローン 化した。それぞれ、制限部位SacIとSalIを含有する前進プライマーと逆 プライマーを用いると、PCR増幅は内部欠失を有するasd遺伝子と、Kanr カセットとを含有する2kb PCRフラグメントを生成した。全Dasd: :KanrPCRフラグメントを陽性選択自殺ベクターpCVD442のSac I/SalI部位中にクローン化した (DonnenbergとKaper,Infect.Immun.(1991 )59:4310)。ライゲーションをSM10λpir中に形質転換し(Si mon等,BioTechnology(1983)1:784)、アンピシリ ン耐性によって選択した。SM10λpir(pCVD442::asd)をS .flexneri2a 2457T(pAB322[Tetr/Amps])と 接合させ、Ampr/Ter接合体を選択した。PCR分析は、染色体中に組み込 まれた生成単離体(isolates obtained)がpCVD442プラスミド上でasd の下流部分と組換えられたことを確認した。スクロース上でこれらの単離体が成 長すると、第2組換えイベントを生じた(QuandtとHynes,Gene (1993)127:15)。Kanrと、DAPの必要条件に関してスクリー ニングして、単離体15Cを得た。ハイブリダイゼーションとPCR分析とは、 この菌株がasdに欠失を有することを立証した。この突然変異は、低コピー数 ベクターにクローン化されたE.coli asdによって補足されて、オリジ ナルの表現型を修復した。15CをそのTetrプラスミドからフサリン酸処理 によってキュアして(cured)(MaloyとNunn,J.Bacteriol .(1981)145:1110)、単離体15Dを得た。 例2単離15Dの特徴付け 株15Dは抗生物質選別を行うことなく市販の真核細胞発現ベクターpCMV βを維持することができた。pCMVβは哺乳動物細胞においてヒトサイトメガ ロウイルスからの即時型初期プロモーターおよびエンハサーの制御下に、イー・ コリ(E.Coli)β−ガラクトシダーゼを発現し、これは放出後の哺乳動物 −仲介遺伝子発現の容易な分析を可能にした(MacGregor およびCa skeyによるNucl.Acids Res.(1989)17:2365) 。 株15Dをスクリーニングして、哺乳動物細胞の細菌侵入に必須の大型プラス ミドが遺伝子操作の期間中に失われないことを確実にした。株15Dはビルレン ス付随ポリペプチド、IpaBおよびIpaCを発現することが見出されており 、これは免疫吸着法によって測定して(Mills等によるInfect. Immun.(1988)56:2933)、侵入プラスミドが失われないこと を示した。細胞壁合成に必要な遺伝子における変異を含むシゲラ(Shigel la)は培養物中で依然として細胞に付着し、かつまた細胞に侵入することがで きることを証明することは重要であった。株15Dおよび15D(pCMVβ) をそれぞれ、90分間の侵入可能期間中、DAPを補給して、あるいはDAPを 補給することなく、培養したベビーハムスター腎臓(BHK)細胞に侵入する能 力について試験した(Oaks等によるInfect.Immun.(1985 )48:124)。この相互反応期間の後に、単層を徹底的に洗浄し、次いでゲ ンタマイシン(50μg/ml)含有媒質で少なくとも30分間処理し、細胞外 細菌を除去した。これら両方の構築物は、BHK細胞に侵入することが見出され た;しかしながら、細菌−細胞相互反応中にDAPを添加すると、記録された1 5Dおよび15D(pCMVβ)のコロニイ数は有意に増加した。感染したBH K細胞単層の固定し、染色したチャンバースライド(chamber slid es)を光顕微鏡によって検査し、生育可能所見を証明した。侵入段階中にDA Pが存在していない場合には、15Dおよび15D(pCMVβ)はそれぞれ、 BHK細胞の丁度13%および10%に侵入した。これに反して、DAPが含有 されている場合には、BHK細胞の33%(15D)および29%[15D(p CMVβ)]が細菌を含有していた。この試験の目的は、哺乳動物細胞へのプラ スミドDNAの放出に細菌を使用できるか否かを測定することにあったことから 、下記の代表的データに従い、付着段階および侵入段階の期間中、濃縮した細菌 にDAPを添加した。 細胞内細菌生育可能性およびβ−ガラクトシダーゼ活性を48時間にわたり追 跡した。感染したBHK細胞から回収された生育可能な細菌を評価するために、 次の試験方法を使用した。1×105BHK細胞を24凹部を有するプレートの 凹部でプレート形成した。この試験方法はシゲラプラーク検定について従来開示 されている方法を修正して適合させた(Mills等によるInfect.Im mun.(1988)56:2933;Oaks等によるInfect.Imm un.(1985)48:124)。株それぞれの単一のコンゴレッド結合陽性 コロニイ(これはプラスミドーコードされたシゲラビルレンス抗原決定基の発現 を表わす)を使用して、50μg/mlDAP[15D]またはDAP+250 μg/mlアンピシリン[15D(pCMVβ)]を含有するLBブロス培地に 一夜かけて接種した。この一夜培養物を1:50に稀釈し、DAPの存在下にほ ぼミッド−ログ(mid−log)相で増殖させた。50μg/mlDAPが添 加されているかまたは添加されていないHBSS中の10X細菌溶液200マイ クロリットルを、準−密集BHK細胞の3つの凹部[これらはDMEM(Bio Whittaker)で洗浄されている]に、約50:1で添加した。37℃、 5%CO2において90分間、細菌をこの最小容積のBHK細胞と相互反応させ た。非付着細菌はHBSSにより徹底的に洗浄することにより除去した。細胞外 細菌を次いで、10%加熱不活性化したFBS (BioWhittaker)および50μg/mlゲンタマイシン含有DME Mの添加により殺した。指示時点で、細胞を0.2%トリトン(Triton) −X−100溶液で溶解させ、相当する稀釈物をTSAコンゴレッドDAPプレ ートでプレート形成し、ここで生育可能細菌数を測定した。 固定し、染色したチャンバースライドを視覚的に検査するために、1×105 BHK細胞をナンク(Nunc)チャンバースライドでプレート形成し、上記の とおりに15Dおよび15D(pCMVβ)で感染させた。相当する時点で、こ れらのチャンバースライドを充分に洗浄し、固定し、次いでロイコスタインセッ ト(Fisher)で染色した。データ分析用に、少なくとも450個の細胞を 光顕微鏡により目で見て検査した。インスタット(Instat)統計学プログ ラム(Graphpad、San Diego、CA)を使用し、平均値および 標準誤差を計算した。 例3株15Dにより細胞に放出されたDNAの発現 細菌懸濁液を10−倍に濃縮し、各フラスコに2mlを添加したことを除いて 、例1に記載のとおりに細胞を増殖させた。この試験法において、準−密集BH K細胞のフラスコに細菌懸濁液を添加する前に、この細菌懸濁液にDAP50μ g/mlを添加した。細菌は約100:1の比で添加した。指示時点で、BHK 細胞をトリプシン処理(trypsinization)により分離し、次いで PBS中で洗浄した。この細胞懸濁液の一部を0.2%トリトン−X−100溶 液により溶解させ、TSAコンゴレッドDAPプレート上でプレート形成し、生 育可能細菌数を測定した。残りの細胞はβ−ガラクトシダーゼ活性について評価 した。β−ガラクトシダーゼ活性は、残りの細胞において、o−ニトロフェニル −β−D−ガラクトシド(ONPG)のガラクトースおよびクロモホールo−ニ トロフェノールへの変換を使用する標準生化学試験法で測定し、活性を分光光度 測定によって定量分析した(Nolan等によるMethods in Mol ecular Biology,E.J.MurrayおよびJ.M.Walk er編集(Humana Press Inc.,Clifton,N.J., 1991)Vol.7:217〜235)。β−ガラクトシダーゼ単位= 380×OD420/時間(分)。細胞抽出物の総蛋白質濃度は、BCA*蛋白 質試験キット(Pierce)により測定した。 株それぞれの初期1〜3×107生育可能細菌がBHK細胞の単層から回収さ れたが、この細胞抽出物中でβ−ガラクトシダーゼ活性は検出できなかった。添 加された細菌の総数に等しい細胞抽出物中のβ−ガラクトシダーゼ活性の測定は 陰性であった。4時間後に、1 log〜1.5 logの生育可能な細胞の消 失が生じ、β−ガラクトシダーゼ活性は検出できなかった。追加のlog〜1. 5 logの生育可能な細胞の消失が24時間および48時間の両方の試験時点 で見出された。両時点で、15D(pCMVβ)が感染されたBHK細胞からの 細胞抽出物中で、β−ガラクトシダーゼ活性の増加が容易に検出できた。これら 最後の検出時点で検出されたβ−ガラクトシダーゼ活性は、細菌内からの発現に よるものではない。この理由は、最初の両方の検出時点で、高レベルの生育可能 細胞が存在するにもかかわらずβ−ガラクトシダーゼ活性が検出されなかったこ とにある。さらに、15D(pCMVβ)の非侵入性単離体(すなわち、Ipa BおよびIpaC免疫吸着陰性)を、プラスミドDNA放出能力について試験し た。24時間の試験時間時点で、β−ガラクトシダーゼ活性が検出されなかった 。 この発見は、DNAを放出するためには、細胞が哺乳動物細胞に入り込むこと ができ、かつまた食細胞液胞から脱出する(の現象は通常、この試験の最初の4 時間の間に生じる)ことができるものでなければならないという仮設を補強して いる。24時間および48時間の試験時点で、細菌の死滅およびプラスミドDN Aの細胞細胞質中への放出に充分な時間が経過していた。引続いて、コードされ たリポーター遺伝子の転写および翻訳が生じる。引続く真核細胞による取り込み を伴うプラスミドDNAの放出を導く細菌の細胞外溶解は、これらの発見とは無 関係である。これは非侵入性単離体はβ−ガラクトシダーゼ活性を誘発させるこ とができないからである。 例4DNA放出媒体(vehicle)としての株15D BHK細胞へのpCMVβ DNAの放出を証明するために、感染させた単層 を免疫染色し(immunostain)、個別の細胞内における細胞内β−ガ ラクトシダーゼ発現を視覚的に検出した。例1に記載されているように、4−凹 部チャンバースライドの3つの凹部において、15Dまたは15D(pCMVβ )のどちらかを感染させたBHK細胞単層を免疫染色し、β−ガラクトシダーゼ 発現を検出した(Sander等によるJ.immunol.Methods( 1993)166:201)。各検出時点において、単層をリン酸塩緩衝4%パ ラホルムアルデヒド中で5分間、固定させ、次いでHBSS中の3%ヤギ血清( Gibco−BRL)で3分間ブロックした。BHK細胞を次いで、0.1%サ ポニン(Sigma)溶液含有HBSSで1分間、透過性化した。モノクローナ ル抗−β−ガラクトシダーゼ(Sigma)を0.1%サポイン/HBSS中で 1:2000に稀釈し、次いで含湿チャンバー内で30分間、37℃に保持した 。第二の抗−マウスIgG(Fc特異性)FITC結合体(Sigma)を、1 :32に稀釈し、次いで30分間、室温に保持した。各工程の間で、チャンバー スライドを0.1%サポイン/HBSS溶液で徹底的に洗浄した。最終洗浄工程 としてHBSSを単独で使用し、透過性化された細胞を封鎖した。蛍光部品を備 えたオリンパス(Olympus)−VAN04−SまたはEpi−蛍光部品を 備えたニコン(Nikon)マイクロホト(microphot)を用いて、視 覚的に評価した。結果を図3に示す。 どちらかの株を感染させた単層では、30分の検出時点で明白な細胞内免疫染 色は見出されなかった(図3A、B)。15D(pCMVβ)を感染させた単層 では、4時間の検出時点で僅かのみの細胞内免疫染色が見出された(図3C、D )。24時間および48時間の検出時点で、15D(pCMVβ)を感染させた 単層領域あたりで数個の細胞が陽性に染色された(図3E、F)。細胞細胞質全 体の染色は、哺乳動物細胞による引続く処理(すなわち、転写および翻訳)のた めに、このプラスミドDNAが細菌から細胞細胞質中に放出されたことを示す。 陽性に染色される細胞はまた、多分、大量のβ−ガラクトシダーゼ蛋白質の存在 により球形に見えた。蛍光活性細胞選別(FACS)分析(Nolan等による 上記刊行物)により測定して、5000個の細胞のうちの1〜2%が24時間の 検出時点でβ−ガラクトシダーゼ発現について染色陽性であった。15D(pC MVβ)を感染させたBHK細胞のロイコスタット(Leukostat)染色 したチャンバースライドを視覚的に検査すると、細胞の28%が1〜5の完全細 菌を含有しており、1.7%が5の細菌を含有していることが見出された(表2 )。ゲンタマイシン処置後の4時間の時点で、細胞の26%が視覚的に完全な細 菌を含有しており、4細菌を含有する細胞は1%以下であった。従って、1〜5 細菌による侵入が外来遺伝子発現に必要であった。pCMVβは約500コピイ /細菌細胞の中程度ないし高程度のコピー数を有する7164塩基対プラスミド であることから、各細菌は約3.93(10-9)mgのDNAを含有するものと 推定される。シゲラによる約4〜20×10-9mgのDNAの細胞質内放出は、 β−ガラクトシダーゼの発現に充分である。感染したBHK細胞のパーセンテージおよび細菌数/感染したBHK細胞。チャ ンバースライドおよび細菌は表1に記載のとおりに調製した。データは感染した BHK細胞の平均パーセンテージおよび細菌/感染したBHK細胞の平均±標準 偏差値(SD)で表わされている。 例5相違する種類の細胞へのシゲラによる遺伝子放出 シゲラ細菌株はかなりの相違する細胞に侵入する。遺伝子放出がBHK細胞に 制限されないことを証明するために、P815細胞に15D(pCMVβ)を感 染させた。P815細胞の感染に使用された細菌は、例1に記載のとおりに増殖 させた。6−凹部プレートで培養した非付着性P815細胞にDAPとともに細 菌を添加した後に、このプレートを500Xgで5分間回転させた。細菌とP8 15細胞とを、90分間相互反応させた。これらの細胞を次いで、DMEMで徹 底的に洗浄し、次いで100μg/mlのゲンタマイシンを含有するDMEM中 に再懸濁し、37℃、5%CO2で1時間インキュベートした。これらの細胞を 再度、徹底的に洗浄し、次いで20μg/mlのゲンタマイシンを含有するDM EM中に再懸濁し、37℃、5%CO2で一夜にわたり培養した。24時間の時 点で、β−ガラクトシダーゼ活性および蛋白質濃度を上記のとおりに測定した( Nolan等による上記刊行物)。 表3に示されているように、24時間の時点で、基礎対照に比較して10倍高 いレベルのβ−ガラクトシダーゼが発現された。H−2dクラスI MHC分子 を発現するP815細胞は、15D(pCMVβ)で充分に感染されており、こ の試験は、これらの細胞がクラスIの観点で、シゲラ放出DNAコードされた外 来抗原を提供することができるか否かを測定するために現在実施されている。 例615Dはインビボシゲラによる感染に対する防御を提供する モルモット角結膜炎チャレンジモデルにおける試験は、2種の用量による免疫 感作計画に従う3週間の引続くシゲラ感染からの100%の防御を示す。動物を 0日目と15日目に、眼1個あたり1〜4×108コロニイ形成単位により免疫 感作した。チャレンジは、最終免疫感作後の3週間目の時点で行った。動物には 、3.8×108ビルレント2457Tをチャレンジさせた。 実験Cの動物からの眼をまた、β−ガラクトシダーゼ活性について染色した。 15D(pCMVβ)および加熱−殺菌した15D(pCMVβ)を接種した動 物からの眼は、染色を示した。加熱−殺菌した15D(pCMVβ)を接種した 動物の眼では、薄い染色が検出された。これらの結果は、DNAを放出すること ができる、この高度にアテニュエーションされた株(attenuated s train)がモルモット角結膜炎モデルにおいてインビボで機能すること、お よび細菌が不活性化されている場合でも、シゲラによるチャレンジに対して防御 を提供することを証明している。 例7モルモット増殖試験 この試験の目的は、チャレンジの期間および回復期間中における動物の免疫応 答性を評価することにあった。 2匹の動物の脾臓または深頚節を試験用に集めた。各群からの2匹のチャレン ジした動物をチャレンジ後の3週間および4週間の時点で試験用に犠牲にした。 増殖応答は、防御について評価される動物において試験した。予備チャレンジ( pre−challenge)動物に、前記のようにワクチン付与し、別の動物 がチャレンジされた時点で、その臓器を試験した。 脾臓および深頚節から単細胞懸濁液を調製し、96個の凹部を有するプレート で、100ml中1〜2×105細胞/凹部の濃度でプレート形成した。各刺激 剤10mlを相当する凹部に添加した。3日間培養した後に、生じた増殖量を非 放射性キットを用いて測定した。これらの応答を下記表5に示す。N.P,:増殖が検出されない場合 *無経験(naive)動物は検出できる応答がないことを示した;従って実際 のO.D.値が示されている。 ConA:コンカナバリンA、5μg/ml LPS:E.Coliからの市販調製物250pg/ml H.K:加熱殺菌したシゲラ フレキシネリ(Shigella flexne ri)2a株2457T 5μg/ml 全部の応答を平均し(すなわち、3〜4凹部)、平均基礎応答を減じ、O.D .490値を決定した。刺激指数は、平均実験O.D.値を無経験対照の平均実 験O.D.値で割り算することによって計算した。 これらの結果は、チャレンジの時点および数週間の後チャレンジ(post challenge)期間中における、この高度にアテニュエーションされた株 に対する免疫応答(ミトゲン応答により、および加熱殺菌した抗原に対する特異 的応答により測定して、T細胞およびB細胞を包含する)への識別を与える。β −ガラクトシダーゼ蛋白質までの増殖は検出されなかった。眼の正常な免疫学的 特性から、この結果は予想された(RochaおよびBainesによるCri tical Rev. Immun.(1992)12:81〜100)。 例8マウス鼻内チャレンジ増殖 この実験の目的は、インビボにおけるDNA放出に対する15Dの能力を、別 のモデル(すなわち、マウス鼻内)で測定することにあった。さらに、キャリア に対する免疫応答をまた測定した。 一群5匹のマウスのそれぞれに、4週間の間隔で2回、鼻内に接種した。各接 各株または処置について、相違する3種の用量をまた投与した。これらの量は以 下に示されている。処置群の一つは、接種前の培養物に添加したDAP 50μ g/mlとともに、15D(pCMVβ)を与えたマウスからなる。2回目の接 種後の4週間の時点で、脾臓を取り出し、単一細胞懸濁液を調製し、次いで96 凹部プレートに、100ml中の2×105細胞/凹部でプレート形成した。相 当する凹部に、刺激剤10mlを添加した。これらのプレートを3日間インキュ ベートし、生じた増殖の量を、非放射性キットを用いて測定した。これらの数値 を平均し、基礎値を減じ、O.D.490値を決定した。ConA、E.Col i LPSおよび加熱殺菌した2457Tにかかわる刺激指数は、平均実験O. D.値を無経験対照値により割り算することによって計算した。結果を下記の表 6に示す。b−galにかかわる刺激指数は、15DのO.D.値により割り算 した実験(pCMVβ)O.D.値である。 両接種のための大体の量 15D:3×106、1×106および3×105 DAPが添加されたまたは添加されていない15D(pCMVβ):1×106 、5×105および1×105 *ポリミキシンBをb−gal蛋白質に添加して、すべての夾雑LPSをキレー ト形成した。 これらの結果は、このモデルにおいて、15DがpCMVβ DNAを充分に 放出することを示している。さらに多い接種量において、DAPが添加されたま たは添加されていない15D(pCMVβ)が接種されたマウスは、b−gal 蛋白質に応答して増殖することができる。さらにまた、指定の用量では、キャリ アに対する有意の増殖応答は見出されなかった。 例9マウス鼻内応答II プラスミド発現したβ−ガラクトシダーゼに対して向けられたリンパ増殖応答 (lymphoproliferative responses)および抗体 応答を、マウスの鼻組織へのプラスミドDNAの細菌性放出後に測定した。2回 の鼻内接種を、0日目および28日目に行った。最後の接種後の4週間の時点で 、15D(pCMVβ)を受けたマウスからの脾臓細胞は、β−ガラクトシダー ゼ に対して向けられたリンパ増殖応答を示した。8〜10週齢の雌のBALB/c マウス(Harlan Spregue Dawley、Indianapol is、IN)を、塩類溶液50ml中の0.3mgのキシラジン塩酸塩[ロンパ ン(Rompun);Mobay Corp.,Shawnee,KA]および 1.0mgのケタミン塩酸塩[ケタセット(Ketaset);Aveco C ompany,Fort Dodge,IA]の混合物の筋肉内注射によって鎮 静させた。濃縮した細菌懸濁液(15ml)を、各マウスの外鼻孔上に滴下した 。0日目および4週間の時点で、各群5〜10匹のマウスに、106または107 の生存している細菌を与えた。数群のマウスには、DAP 50μg/mlを補 充した15D(pCMVβ)接種物を与えた。血清分析用血液を、最後の接種後 の4週間の時点で採取した。この時点で、脾臓をまた、ConA、E.Coli LPS、加熱殺菌した2457Tおよび精製したβ−ガラクトシダーゼ(Si gma,St.Louis,MO)により誘発されたリンパ増殖応答のインビト ロ測定用に取り出した。脾臓細胞(1×105/凹部)を、ポリミキシン(Bu rroughs Wellcome,Research Triangle P ark,NC)10μg/mlを含有する精製したβ−ガラクトシダーゼ 2. 5μg/ml、ConA 50μg/ml、E.Coli LPS 2.5μg /mlおよび加熱殺菌した2457T 5μg/mlの存在下に、3日間培養し た。増殖の程度をセルタイター96(cell Titer96)(登録商標名 )AQueous非放射性細胞増殖キット(Promega,Madison,WI )を使用して測定した。報告されているOD490値は、刺激された細胞の平均 値から無刺激細胞の平均値を減じることによって計算した。 これらの結果は、DAPが添加されているか、または添加されていない15D (pCMVβ)が接種されたマウスは、対照よりも5倍まで大きく、β−ガラク トシダーゼに対して応答して増殖することができることを示している(図4D) 。 例10鼻内接種したマウスのβ−ガラクトシダーゼに対する抗体応答 15D、15D(pCMVβ)またはDAP 50μg/ml含有15D(p CMVβ)を接種したマウス群からの血清を、β−ガラクトシダーゼに対する反 応性について試験した。精製β−ガラクトシダーゼ 1マイクログラムを7.5 %SDS−ポリアクリルアミドゲル上で電気泳動処理に付した。電気泳動の後に 、これらのゲルをニトロセルロースに電気吸着させた。これらのブロットをカゼ インでブロックし、次いで区分に分け、その後に一夜かけて、集めた血清試料( カゼイン緩衝液中で1:50に稀釈した)にさらした。結合した抗体を、アルカ リ性ホスファターゼ(BMB,Indianapolis,IN)に結合させた 第二のウサギ抗−マウスIgの1:500稀釈液を用いて検出した。アルカリ性 ホスファターゼ活性は、基質BCIP/NBT(Sigma)によって検出した 。免疫吸着分析は、15D(pCMVβ)が感染されたマウスからの血清試料中 でβ−ガラクトシダーゼに対して特異性の抗体応答に現れた。 血清試料をまた、ELISAにより分析し、標準法を用いて抗体イソタイプお よびIgGサブクラスを測定した。β−ガラクトシダーゼに対して特異性の抗体 はIgGイソタイプの抗体であり、これはIgG1、IgG2aおよびIgG2 bで等しく表わされる(表7)。これはTh1細胞およびTh2細胞の両方を包 含することを示す。 ここに示されているこれらの結果は、アテニュレーションされた細菌を使用し て、粘膜表面にプラスミドDNAを放出することができ、これによりプラスミド −コードされた外来遺伝子産物に対する免疫応答の刺激が得られることを示す最 初の証明である。ワクチン開発への手法は、DNAベースのワクチンの開発およ び供給を単純にしなければならず、一方でしばしば望まれる粘膜免疫応答の刺激 を可能にする技術を拡大させなければならない。 われわれは、機能的DNA内部細胞を放出させるための新規方法を発見した。 この方法は、シゲラに制限されるべきではない。この理由は、シゲラが利用する 侵入遺伝子は他の細菌、例えばE.Coliに挿入することができるからである (Sansonetti等によるInfect.Immun.(1983)39 :1392)。同様に、他の細菌、例えばリステリア(Listeria)は、 細胞に侵入することができ、食細胞液胞から細胞質中に脱出することができる( PortnoyおよびJonesによるAnn.N.Y.Acad.Sci.( 1994)730:15)。我々は、細菌による食細胞液胞から細胞質中への脱 出がDNA放出にとって必須であることを示す公式な証拠を有していないが、細 胞質に到達するのが困難であるサルモネラ チフィムリウム(Salmonel la typhimurium)微生物を用いた初期実験は、この微生物が効果 的なDNA放出媒体ではないことを示唆している。 その引続く反応原性を伴う細胞侵入と放出効率との間のバランスを達成するた めには、いずれかの細菌ベクターDNA放出系が必要である。シゲラの場合に、 侵入に対する遺伝子応答はまた、マクロファージの侵入およびアポプトシス(a poptosis)を引き起こし、次いで炎症を引き起こす(Zychlins ky等によるNature(1992)358:167)。我々は、DAPの不 存在下に細胞の内部で生き残ることができないシゲラ株を構築した。この種の安 全性の測定は人体実験を待っている。 我々が開示した細菌DNA放出系は、或る用途にいくつかの利点を有する。粘 膜免疫系へのDNAコードされた抗原の放出はクラスIおよび(または)II提 示、Th1またはTh2ヘルプの刺激、あるいはIgAおよびIgG抗体産生の ための配座エピトープおよび適当な重畳の隠された維持に向けることができる多 数の抗原による同時的免疫感作を可能にしなければならない。2〜3の名前を挙 げれば、下痢性疾患、例えばレトロウイルス;性行為により伝染する疾患、例え ばヒト免疫不全ウイルス、ナイゼリア ゴノロエアエ(Neisseria g onorrhoeae)、およびヒトパピローマウイルス;およびまた胃腸疾患 、例えば潰瘍を生じさせるヘリコバクター ピロリ(Helicobacter pylori)は特に、この手法に応答することができる。腸管免疫寛容メカ ニズムの手法による自己免疫の抑制は証明されており(Sun等によるProc .Natl.Acad.Sci.U.S.A.(1994)91:10795) 、この手法にまた受け入れることができるべきである。 多分、ワクチン形成および強力な遺伝子治療/代替に対するDNAの細菌放出 の最大の利点は、経口形態および粘膜供給用のその他の形態の容易性および受容 有効性にある。同様に、このタイプのDNAワクチン形成(これは真に生きてお り、アテニュレーションされた細菌ベクターである)にDNA精製が不必要であ ることから、ワクチンを発酵、細胞溶解および包装の費用で生産することができ る。従って、このタイプのワクチンは、現時点のワクチンおよび開発されつつあ るワクチンの価格および問題点の解消に、少なくとも部分的に貢献することがで きる。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION                                Bacterial delivery system   The present invention provides functional nucleic acids using a bacterial delivery system. It relates to a method for introduction into cells. Bacteria capable of delivering functional nucleic acids to cells Sex vector can enter a cell or is taken up by a cell Or can release nucleic acids to be taken up by cells Some bacteria contain a promoter and other directives recognized by eukaryotic cells Sex plasmids can be made by introducing. Used for this delivery system The bacteria used need not be alive to deliver the selected nucleic acid. like this Nucleic acids delivered to cells can direct eukaryotic cells to antigens or other functionalities. A molecule can be produced.   Therefore, this unique bacterial delivery system prevents or treats infections and cancer. Down-regulates the immune system in case of tissue rejection in transplantation To prevent or cure autoimmune diseases and other diseases associated with immune system dysregulation. It can be used as a vaccine for treatment. In addition, the bacterial delivery system Treatment or amelioration of diseases such as hereditary diseases, cancer and viral infections. For gene therapy or gene replacement.   Direct DNA-mediated immunization is another approach to the introduction of functional nucleic acids and vaccine development. Roach. High expression of protein of interest under control of viral promoter Purified bacterial plasmid DNA can be obtained by conventional needle and syringe or by D Biolistic transfection with NA coated gold particles Injections, mainly into muscle or skin, by other newer methods, such as For a discussion of J. Donnelly, J.J., et al. Immunol. Me thods (1994) 176: 145). Using this method, researchers have developed a neutralizing anti- Infection from the body, cytotoxic T lymphocytes, and influenza to malaria Protection against antigenic stimuli in some animal models could be triggered. The use of bacteria as the delivery system described in the present invention delivers DNA to mammalian cells And extend DNA immunization to the local immune system, and Provides a simple and inexpensive method that is superior to oral and other mucosal routes of immunization There is a possibility to provide.   Traditionally, live bacteria have been used as vaccines to protect against later infections. Have been. Attenuated or slightly pathogenic Shigella, Salmonella ( Salmonella), Listeria, and other bacteria Administered orally to immunize against subsequent infection with a more virulent form Have been. Similarly, attenuated bacteria, and Calmette-Guerin bacteria (BCG) Unusual mycobacteria have been developed against related organisms such as M. tuberculosis. Has been administered parenterally to provide protection. Of bacteria, viruses and parasites The gene directs the bacterium to express a foreign antigen, or a live vaccine In order to confer some desirable properties to bacteria for use as It has been cloned into bacteria and mycobacteria. Examples are usually non- Cloning the Shigella invasion gene into E. coli Making it invasive, and thus more suitable for use as a vaccine strain, Or Plasmodium falciparum (P. typhimurium) in Salmonella typhimurium.  falciparum malaria) gene, and then Salmonella typhi Expression of the rear protein and oral administration of this bacterium in mice Inducing specific cytotoxic T cell immunity and protection against malaria antigen stimulation (Sadoff et al., Science (1988) 240: 336-338; Agrawal) (Aggrawal) et al. Exp. Med. (1990) 172: 1083-1090). All these bacteria Delivery systems require the bacteria themselves to produce the antigen or functional molecule, and Attenuated enough to be safe for use in humans, but still protected It depends on bacteria that can induce a response. The bacterial delivery system of the invention is eukaryotic Delivering functional nucleic acids that direct biological cells to produce antigens and other functional molecules Designed to be. In this case, the expression of the gene encoded by the plasmid A eukaryotic cell that allows proper folding of the antigen for presentation or direction of function Toxicity to the carrier has been ruled out due to the vesicle mechanism. In addition, it is necessary Used to deliver antigens and functional molecules produced by prokaryotes, if any can do.   The present invention can be applied to any desired bacteria. For eukaryotic cells Due to Shigella's ability to invade, escape the phagosome, and enter the cytoplasm, Shigella was selected as an example of a bacterial delivery system. These properties are useful for the application of the present invention. Although not required for the bacteria selected for, these simplified the experimental system. Red Diarrhea is useful for the delivery of nucleic acids and bacterial antigens, which have utility as vaccines. Serves as both examples. Shigella invades human colonic epithelium and proliferates in cells It is an enteric pathogen that causes bacillary dysentery. Shigellosis is all members of the genus Shigella. Caused by members (Void Shigella (S. boydii), Shiga Shigella (S.  dysenteriae), Shigella flexneri (S. flexneri), and Shigella sonnei ( S. sonnei)). Shigellosis is common in developing nations, but is particularly institutionalized in developed nations. Seen in. Shigellosis causes 500,000 deaths (primarily children) annually Therefore, it is important to develop a safe and effective Shigella vaccine ( J. Stole, B.J., et al. Infect. Dis. (1982) 146: 17 7). All references cited hereinbefore or hereinafter are incorporated herein by reference. Be impregnated.   To cause dysentery, Shigella strains recognize and invade epithelial cells of the colon to It must be able to grow in the vesicle (LaHrec, E.H. ) Et al. Bacteriol. (1964) 88: 1503). Both bacteria and host cells are involved in the invasion process In this process, the host cells actively swallow the bacteria, The bacteria then escape from the phagosome by bacterial-mediated digestion of the phagosome membrane (pi —J. Sansonetti, P.J., et al., Infect. Immun. (1981) 34:75). Once in the cell, the bacteria grow and cause necrosis of the host cell .   Previous studies have shown that parenteral immunization with live or killed Shigella can reduce infection. Proven to not defend (Formal, S.B., et al.) , Proc. Soc. Exp. Bio. Med. (1967) 25: 347; Earl Higgins (Hig) gins, A.R. ) Et al., Am. J. Trop. Med. Hyg. (1955) 4: 281; H. J. Shaugnessy, H.J., et al., JAMA (1946) 132: 362). Recent efforts Focuses on developing attenuated Shigella vaccine to induce mucosal immunity (A. Lindberg, A.A., et al., Vaccine (1988) 6 J.W., et al., Vaccine (1). 992) 10: 766). Some candidates have shown promise, but are safe and effective No vaccine has been found. The Shigella vaccine candidates created so far are: Does not elicit a protective immune response that can protect against subsequent antigenic stimulation, or The strain was not sufficiently attenuated for human use.   Therefore, in view of the above, as a vaccine candidate against Shigella infection, These include the delivery of heterologous and homologous antigens, and DNA-mediated immunization, and gene delivery. Against a properly attenuated strain of Shigella, which serves as a bacterial vector for Needs exist.wrap up   In the present invention, a functional nucleic acid is delivered to a cell, and a heterologous and alloantigen is delivered. Attenuated Shigella strains that can be attenuated are described. Specific bacteria are described herein. Transfer nucleic acids to eukaryotic cells, whether the bacteria are alive or inactivated. The present invention applies to all bacteria and mycobacteria It is possible. Plasmids introduced into other cells, such as plant cells, also Of cells can deliver the nucleic acid.   Specifically, the attenuated Shigella strains of the present invention are capable of delivering functional nucleic acids, In addition, it acts as a vaccine candidate against Shigella infection. Attenuation of the present invention Shigella strains enter cells, but once they enter host cells, they die and die. Release the contents of The attenuated Shigella strains described herein do not cause disease. Fully attenuated, but still maintain the ability to enter mammalian cells I have. In this strain, the invasion of the corneal epithelium by Shigella is restricted to the small intestine of human or primate Guinea pig horns, an animal model mimicking processes found in the epithelium In a conjunctivitis model, Shigella flexneri 2a strain 24 It has been shown to be protective against 57T antigen stimulation (Mackel (Mack el) et al., Am. J. Hyg. (1961) 73: 219-223; Sereny, B., Ac. ta Microbiol. Acad. Sci. Hung. (1962) 9: 55-60).   We use host cells for protein synthesis and processing for antigen presentation. As a method of directing DNA into the cytoplasm of the vesicle, enter the epithelial cells, Utilizing the ability of Shigella to escape from the vesicles (High, N. et al., EMBO J. (19 92) 11: 1991). For the specific purpose of delivering DNA to intestinal mucosal epithelial cells, Mutations in the gene encoding sparginate b-semialdehyde dehydrogenase (ASD) The mutation was introduced into S. flexneri 2a strain 2457T. This makes it an essential peptidoglycan component that constitutes the cell wall of Gram-negative bacteria. Some strains failed to grow in the absence of diaminopimelic acid (DAP). DA P is not present in mammalian tissues and is therefore available for capture by infectious bacteria Never. This mutant strain of Shigella is a highly attenuated bacterial vector. Invading mammalian cells to provide protective immunity against strain-specific Shigella infection. For further oral and other mucosal DNA immunizations and for gene therapy strategies , Can act as a delivery vehicle.   Thus, one object of the present invention is to retain the ability to enter cells, but The aim is to provide an attenuated strain of Shigella that will die once it enters cells. Shigella Attenuated strains are useful for treating the severity or symptoms of disease caused by Shigella. Is used as a vaccine to reduce or protect against Shigella infection be able to.   Another object of the invention is to retain the ability to enter cells, but The purpose of the present invention is to provide an attenuated and inactivated strain of Shigella which is killed when it enters. Shigella weak Poisoned and inactivated strains are used to cure the severity or symptoms of the disease caused by Shigella. As a vaccine for treatment or alleviation or protection against Shigella infection Can be used.   Yet another object of the invention is the use as a protective vaccine against infection, or Reduce different strains of Shigella to improve disease caused by Shigella infection To provide a way to poison.   Yet another object of the invention is to retain the ability to enter cells, but once Contains attenuated Shigella that dies when entering cells, and pharmaceutically acceptable excipients Offers vaccine to reduce symptoms caused by Shigella in individuals Is to provide.   It is a further object of the present invention to provide a delivery vehicle for delivery of DNA to mucosal surfaces. To provide. The DNA encoding the gene or antigen of interest is a mammal The attenuated Shigella strain of the present invention as described above, which is capable of entering cells. Or can be introduced into attenuated / inactivated Shigella strains and recombinant attenuated Shigella strains. Wear. Due to the mutation introduced into the attenuated strain, the recombinant Shigella attenuated once Successful delivery of functional foreign DNA to mammalian cells when they die Can be. Such delivery vehicles are available for oral and other mucosal immunization, and genetic Can be used for child treatment strategies.   Yet another object of the invention is to induce an immune response in a subject against a foreign antigen. Or for the treatment of diseases where foreign antigens are not found or are found in small amounts The goal is to deliver a heterologous foreign antigen expressed by the attenuated Shigella.   Yet another object of the invention is to use the cells for transplantation and gene therapy. Provides a delivery vehicle for delivering DNA and antigen to cells in vitro It is to be.   Yet another object of the present invention is to combat S. flexneri infection. Vulnerable to S. flexneri for use as a vaccine To provide a poisoned and attenuated / inactivated strain.   Yet another object of the present invention is to provide an infection by S. flexneri. Caused by such an infection in an individual for use as a vaccine against To reduce the symptoms caused or with a delivery vehicle for a heterologous antigen or DNA And attenuated S. flexneri, a mutant of the asd gene It is to provide chemical strains.   Yet another object of the present invention is to use a novel species of bacteria as a DNA delivery vehicle. Provide a way to introduce Shigella invasive genes into other bacterial species for use It is.   A further object of the present invention is to detect a disease caused by Shigella, Can be used in diagnostic assays to measure exposure to Shigella in To provide safer strains and kits therefor.   Yet another object of the present invention is to use a diagnostic assay for the detection of Shigella in a sample. It is an object of the present invention to provide a component of Shigella to produce an antibody that produces the antibody.   Yet another object of the invention is to induce protective immunity as a vaccine, Function of the immune system to treat and prevent autoimmune diseases For treatment of all related conditions, for transplantation, gene replacement, and gene therapy In order to introduce functional nucleic acids into cells using bacterial delivery systems, Is to provide a way.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   These and other features, aspects, and advantages of the present invention are described in the following description, claims, and claims. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.   FIG. 1 shows the Δasd induction of S. flexneri 2a strain 2457T. 3 illustrates the creation of a conductor.   FIG. 2 shows that pCMVβ, a mammalian DNA expression plasmid, was delivered to BHK cells. This is the result of using strain 15D as a carrier to reach. (A) Living 1 The number of 5D (○) and 15D (pCMVβ) (Σ) was measured over 48 hours . (B) The unit of β-galactosidase activity / mg protein is also BHK alone ( ○), BHK cells infected with 15D (●), and 15D (pCMVβ) The measurement was performed on the stained BHK cells (-). Semi-confluent BHK cells Is about 0.5-1 × 107Consists of cells. β-galactosider The activity is expected to be 0.5 × 107Measured for cells.   FIG. 3 shows β-galase in BHK cells infected with 15D and 15D (pCMVβ). The results of intracellular immunostaining to detect the expression of custosidase are shown. (A) Ge 30 minutes after addition of the medium containing ntamycin, stain with Leukostat Colored, 15D (pCMVβ) infected BHK monolayer (100 × oil immersion lens) . Immunostained infected BHK cells after addition of gentamicin-containing medium: (B ) 15D (pCMVβ) 30 minutes, (C) 15D 4 hours, (D) 15D (pCM Vβ) 4 hours, (E) 15D (pCMVβ) 24 hours, (F) 15D (pC MVβ) 48 hours, (G) 15D 24 hours, and (H) BHK cells alone;   (BH 10x fluorescent phase lens).   FIG. 4 shows that ConA (FIG. 4A), a mouse administered intranasally with a concentrated bacterial suspension. Enterobacter LPS (FIG. 4B), heat killed 2457T (FIG. 4C), and purified β-galacto FIG. 4 shows the lymphoproliferative response induced by the sidase (FIG. 4D). Spleen cells (1 × 10Five/ Well) with 10 μg / ml of polymyxin B (Burroth Welcome ugs Wellcome), Research Triangle Park , North Carolina), 5 μg / ml ConA, 2.5 μg / ml E. coli. LPS, 5 μg / ml heat-killed 2457T, and 2.5 μg / ml β-galactosida Cultured for 3 days in the presence of. The level of proliferation was determined by Cell Titer ) 96® AQueous non-radioactive cell proliferation kit (Promega, (Madison, Wis.). The reported OD490 value is It was calculated by subtracting the average value of unstimulated cells from the average value of stimulated cells.   FIG. 5 shows the antibody response to β-galactosidase of mice inoculated intranasally. Western. Groups of mice received 15D, 1 containing 50 μg / ml DAP, Either 5D (pCMVβ) or 15D (pCMVβ) was administered. β- Serum was tested for reactivity to galactosidase. Lane A is a bear It is an SDS-PAGE gel stained with C. Immunoblots BG are B, 106 15D; C, 10715D; D, 10715D (pCMVβ); E, 10615D (PCMVβ); F, 10715D (pCMVβ) + DAP; and G, 1061 To a 1:50 dilution of pooled sera of mice inoculated with 5D (pCMVβ) + DAP Exposed. Immunoblot control lanes; H, 1: 10,000 anti-β-galactos Dase (Promega); I, pooled serum of mice inoculated with saline 1:50 dilution; and J, 1: 500 alkaline phosphatase bound Secondary rabbit anti-mouse.Detailed description   The present invention is directed to use as an immunogen for protection against dysentery infection and To deliver DNA to mucosal surfaces for use as a carrier for delivery of seed antigens Or attenuated Shigella strains for use in diagnostic assays Is described. The method is generally used for all bacteria and mycobacteria. Applies to Rhea (Mycobacteria).   Specifically, the present invention relates to diaminopimelic acid (DA) which is a component of the bacterial cell wall. Dehydrogenation of aspartic acid b-semialdehyde, an essential enzyme required for the synthesis of P) Shigella flexneri (S. f.) Containing a deletion in the gene encoding the enzyme (ASD) lexneri) is described. Without being bound by theory, this mutation The strain retains the ability to enter mammalian cells, but once inside the cell, D Since the AP is not present and is not available from mammals, it cannot be replicated, and It is killed and releases its contents, including complete DNA and antigens already present in the cells.   More specifically, S. flexneri 2a strain 2457T is 553 bp deletion of the structural gene from positions 439 to 991 of the chromosome (SEQ ID NO: Mutation by integration of the deleted Escherichia coli asd gene containing 1) Was. A kanamycin resistance cassette containing the complete Tn5 kanamycin gene Cloned between the sequences on both sides of the mutant asd gene.   In the present invention, any Shigella strain is provided as an attenuated strain as an asd mutant. Mutations can be mutated as provided. The strain does not need to be pathogenic, Preferably have the ability to enter or be taken up by target cells. Bacteria Once in the cell, the asd mutation will promote bacterial destruction. Furthermore, by mutating any gene other than asd, it has the same effect on bacteria. As it has, that is, once inside the cell, it will die or Or, the clinical symptoms can be attenuated to an acceptable degree. like this Examples of genes include thyA, genes for LPS production, htrA and htr B, and dut, but are not limited to these.   One method for making a mutation in the asd gene is described in the following example. is there Alternatively, mutations in the selected gene result in loss or alteration of the function of the gene product. Changes in the genetic properties of bacteria to prevent them from surviving in the host cell. It can be any chemical change in the DNA that occurs. Chemical changes in DNA are simply One or more deletions, one or more point mutations, another one or more Of a gene or part of a gene into a structural part of the gene to be mutated And addition or deletion of transposons, but are not limited to (See the review by Klockner et al., J. Mol. Bio. (1977) 116: 125.) Please see). Strains containing mutations other than the asd mutation are considered. Are also included in the scope of the present invention. Introduce different mutations and these mutations Methods are known to those skilled in the art (Davis,  R.W. )Advanced Bacterial Genetics . A Manual for Genetic Engineerin g  , Cold Spring Harbor Laborator y), New York, 1980).   Specifically, the attenuated Shigella 15D strain was prepared as follows. Cloning Encoding the asd of Escherichia coli in order to incorporate the necessary restriction sites into the vector The gene was amplified using PCR. In the present invention, any homologous asd The gene can be used to create an asd deletion in Shigella. Homologous Genes include Corynebacterium glutamicum ), Bacilluss ubtilis, Mycobacterium smegmatis (My cobacterium smegmatis), Pseudomonas aeruginosa, Leptospira ・ Interrogans (Leptospira interrrogans), pertussis (Bordetella pertu) ssis), Corynebacterium flavum, meningococci (Neisseria meningitidis), Vibrio cholera, Mycobacterium Mycobacterium bovis, Streptomyces schiyoensis ( Streptomyces skiyoshiensis, Streptococcus mutans (Streptoc) occus mutans), Vibrio mimicus and Brucella (Bruc) ella) species, but are not limited thereto. Selected Any method for incorporating restriction sites required for cloning into a vector Use of linkers or adapters, blunt-end cloning into polylinkers, And any other DNA cloning method known to those skilled in the art can be used. To review AboutCurrent Protocols in Molecular Biology, FM Ausberg (F.M. Ausubel) et al., Green Publishing Associates & We Lee Interscience (Greene Publishing Associates and Wiley-Interscie nce), New York, see). Furthermore, for insertion of the desired fragment Any vector that can be linearized can be used for cloning and these will be Is knowledge. Examples of vectors include high copy number plasmids, fur There are dimids, single copy vectors, expression vectors, and phages, etc. It is not limited to these.   E. FIG. E. coli asd produced plasmid was reverse PCR amplified and col Deleting the 553 bp (positions 439-991) of the iasd structural gene and suddenly Mutant E. E. coli asd or Δasd (SEQ ID NO: 2) is prepared. Sudden change Other methods known to those skilled in the art for introducing a mutation and deleting a gene or part of a gene For example, Bal 31 digestion, multiple restriction digestion or recombination can be used.   After the production of Δasd, the commercial plasmid pUC4K-KIXX (Pha rmacia) (Kanmycin resistance)r) Purify the cassette and place Cloned between the Δasd sequences, Δasd :: KanrIs prepared. The present invention According to gene therapy or antigen production, whether due to antibiotic resistance Insertion of any gene (s) into the asd deletion Can be. Appropriate end formation methods for fragment ligation are Is known to those skilled in the art. Furthermore, it is unnecessary to insert the gene into the asd deletion. Because the deletion itself confers a mutant phenotype and produces an attenuated Shigella Is enough.   Δasd :: KanrInto the positive selection suicide vector pCVD442 Forward and reverse primers containing the necessary restriction sites (se primers), PCR amplification was performed with the asd gene having an internal deletion and With a unique restriction siterGenerated a PCR fragment containing the cassette . Again, ligation occurs to insert appropriate restriction sites or Use any method to generate ligated fragment ends be able to. Such methods are well known to those skilled in the art and are described in Maniatis et al. ofMolecular Cloning: A Laboratory Manu al , Cold Spring Harbor Laboratories, 1 982. The vector pCVD442 has a positive counterpart for recombination. Mobility with sacB as a positive counter selection system It is a suicide vector. In Shinella Any vector with a non-functional origin of replication can serve as an acceptable suicide vector stand. Further, for example, sacB, EF-G, klaA, B or C, λP gene Offspring, or opposing selections such as T7 bacteriophage gene 1.2 or 10 The gene is preferred for selection of transformants, but is not required.   Δasd :: KanrTransformation of Ligation to pCVD442 For E. E. coli strain SM10λpir was used. Allows suicide vector propagation And a suitable strain for conjugation in Shigella. Any strain can be used. Vectors and suitable bacteria are known to those of skill in the art. Within range. SM10λpir (pCVD422 :: @ asd :: Kanr) To S. flexneri2a strain 2457T (pAB322 [Tetr, Amps ])r/ TetrA conjugant was selected. Shige Conjugation of lla is well known to those skilled in the art. The recipient strain (recipie Any method can be used to tag the nt strain. Nutrition Requirement markers or antibiotic markers allow selection relative to the donor strain. Similarly, suicide vectors can be transformed or electroporated into Shig. It can also be introduced directly into ella. When the zygote is grown on sucrose (This is a standard protocol for sacB containing plasmids), 2 recombination events occur and ATCC accession number ATCC557 Isolate 15D was obtained, given 10.   KanrAnd screening for DAP requirements Isolate was obtained. Isolates to be selected are identified if a mutation is present in the ASD gene. With respect to the requirements for DAP or for the requirements of the deleted gene product , Or can be screened for the presence of the inserted gene in bacteria. You. Other screening methods are known to those skilled in the art, and cs). For example, for xy1E, which is maintained between recombinant fragments Positive selection can also be achieved by scoring such marker genes. Can do it.   In one embodiment, the invention provides a cell with the desired gene (s). The method comprises the following steps:   (I) introducing the gene of interest into an attenuated Shigella strain;   (II) administering the Shigella; including. According to the present invention, any gene (single or plural) can be obtained by the above method. Introduced into the Shigella chromosome or into the virulence plasmid Can be replicated or alternatively replicated or non-replicated by Shigella. It can be carried in rathmid. The vector in question is transformed, electroporated Can be introduced by translation, transfection or conjugation. Exemption Genes for treating epidemics are microorganisms that cause diarrheal disease, such as retroviruses. For example, the human immunodeficiency virus,Neisseria gonorrhoeae And microorganisms that cause sexually transmitted diseases, such as human papillomavirus, and SwellingHelicobacter pyloriCause gastrointestinal diseases, such as Includes genes encoding foreign antigens from microorganisms. Weak poisoning Simulated Shigella, regardless of whether the bacteria are alive or inactivated, It was found to supply DNA and antigen to the cells. Bacterial inactivation is known in the art. For example, by heating to 56 ° C. for 30 minutes. Wear. Inactivation occurs only to the extent that the supply of functional nucleic acid is not unduly impaired. Can be.   Supplying DNA-encoded antigens to the mucosal immune system by Shigella , Class I and / or Class II presentation, Th1 or Th2 help Suitable for the production of IgA and IgG antibodies. And secreted while maintaining conformational epitopes. It is believed to allow for simultaneous mucosal immunization with multiple antigens that can be performed.   A similar approach is to provide DNA for gene therapy and correction of congenital metabolic defects. Can be used. Such genes include, for example, the CFTR gene in cystic fibrosis. Replacement of defective genes, such as offspring, or the treatment of, for example, reverse transcriptase, or HIV. Antisense gene for, for example, interleukin-1 Gene that up-regulates the Th1 immune response, such as Or cholesterol and cholesterol receptor, insulin and insulin Up certain receptors, metabolites and hormones, such as receptors Genes that are down-regulated, such as tumor necrosis factor (TNF) A gene encoding a product capable of killing such cancer cells, or Hormone secretion, stimulation of bone cells to promote bone growth and reduce bone loss Various factors including aging, such as down-regulation of osteoclasts New genes, such as those for up-regulating a depleted system The introduction of   Similar methods prevent autoimmune diseases and other diseases involving immune system dysregulation Or control or prevent or prevent certain diseases or conditions, including transplantation. Or down-regulate the immune system in an antigen-specific or general manner to treat Can be used to supply nucleic acids for Examples are autoimmune encephalitis, multiple sclerosis Disease, lupus erythematosus, diabetes mellitus, Crohn's disease and other inflammatory bowel diseases, and It includes the prevention and treatment of rheumatoid arthritis and other inflammatory joint and skin diseases. Other examples Are immune responses that deviate from protective and therapeutic immune responses to, for example, cancer and other diseases. Inhibits appropriate protective and therapeutic immune responses, such as down-regulation of responses Down-regulation of the immune response. For example, if the Th1 response is cancer, Prevention and cure of Leishmania, Mycobacterium tuberculosis and HIV Down-regulation of Th2 response when appropriate for therapy. This is N And through HIV. Intestinal and other topical immunity The unique immunosuppressive properties of the epidemic system are combined with the ability to code for the production of appropriate cytokines. This combined operation induces an appropriate immune response and suppresses an inappropriate immune response Environment (milieu for).   In another embodiment, the invention relates to a method of introducing the antigen of interest into cells. this Such a method can be used to attenuate Shigella or attenuate / inactivate the desired DNA or antigen. Introducing the desired antigen into Shigella so as to produce it; igella to an individual. The antigen is It can be produced during the life cycle of Shigella before entering. this These antigens are expressed from a prokaryotic promoter and are constitutively expressed or induced. Can be Such genes can be used in parasites where immune responses from them are desirable. Includes genes from organisms.   In another embodiment, the present invention introduces the antigen of interest into cells in vitro. About the method. Such a method involves the attenuated Shigell DNA or antigen. a or introduced into attenuated / inactivated Shigella to produce the desired antigen And administering the Shigella to the cells. Shigell a represents several different cells, such as BHK (baby hamster kidney cells), HeLa (Human uterine epithelial-like cancer), CaCo-2 (human colon adenocarcinoma) DNA or antigen into cells capable of expressing said DNA Can be. Cells after DNA supply are transplanted for therapeutic purposes, for gene therapy Or can be used as reagents for diagnostic analysis.   In yet another embodiment, the invention relates to a method for producing an invasive bacterial strain. Sh The invasion gene used by Igella is, for example, E. coli. Eli Can be inserted into other bacteria such as Such strains, which are now invasive, have It can be used as a carrier for supplying DNA to the intestinal mucosa. Intestinal heaven E. coli, a bacterium found in flora. using a supply vehicle such as E. coli One of the benefits of being able to live is that the body does not mount an immune response ultiple doses) of the desired antigen or DNA, Against the antigens of bacteria and not against bacteria that supply foreign antigens It is. VirG gene or other chromosomally encoded factor  factor) and a virulence gene found in Shigella. Engineering invasive strains from non-invasive candidates using Lurens plasmids Can be engineered (Sansonetti et al., Infect. Im mun. (1983) 39: 1392).   In yet another embodiment, the present invention relates to a vaccine against Shigella infection. Related. The attenuated S. of the present invention. The flexneri strain is S. cerevisiae. flexneri infection It can be used as an immunizing agent. This strain is a guinea pig. It has been shown to elicit a protective immune response in an animal model of keratoconjunctivitis. Other Shigella strains are also As with flexneri, S obtained by introducing a mutation into the higella gene. Shigella can be attenuated so that it dies after entering the cell. This Such mutations can be present, for example, in the asd gene and the resulting attenuated The transformed strain is, for example, S. aureus. boydii, S.M. dysenteriae, S.D. flex neri and S.M. Specific of the Shigella strain used, such as C. sonnei Used as a vaccine against infection with serotypes. Attenuated Shigella The vaccine contains one or several strains of attenuated Shigella It can be formed as a combination vaccine. In addition, the vaccine was added Antigen does not interfere with the effectiveness of attenuated Shigella vaccine, side effects and adverse reactions If there is at least one other, unless it increases additively or synergistically Antigens can be included.   Vaccine as a liquid solution or suspension; dissolved or suspended in liquid prior to administration It is manufactured as a solid form suitable for This formulation can also be emulsified Or components are often, for example, pharmaceutical grades of mannitol, lactose, starch, Magnesium stearate, sodium saccharin, cellulose, magnesium carbonate Mixed with excipients such as These compositions contain solutions, suspensions, tablets, Tablets, capsules, sustained-release preparations, nasal drops or powders,12Weak Contains poisoned and / or attenuated / inactivated Shigella.   The vaccine can also be in the form of an injectable drug. Suitable excipients are, for example, Physiological saline or buffered physiological saline (pH about 7 to about 8), or Dext Other physiologies that can also contain loin, glycerol, etc., and combinations thereof. Target, isotonic solutions. However, for example, strong surfactants, alcohols and other Agents that disrupt or dissolve the liquid film, such as organic solvents, should be avoided. You. In addition, if necessary, the vaccine may contain trace amounts of, for example, wetting or emulsifying agents, Adjuvants such as pH-adjusting agents, buffers and / or vaccines Such auxiliary substances can be included. Examples of effective adjuvants are Specifically, aluminum hydroxide, N-acetyl-muramyl-L-threonyl-D- Isoglutamine (thr-MDP), N-acetylmuramyl-L-alanyl-D -Isoglutaminyl-L-alanine-2- (1'-2'-dipalmitoyl-sn -Glycero-3-hydroxyphosphoryloxy) -ethylamine (CGP198) 35 A, called MTP-PE), and 2% squalene / Tween 80 emulsion Three elements extracted from bacteria in the preparation: monophosphoryl lipid A and trehalose TIBI containing sujimycolate, cell wall skeleton and (MPL + TDM + CWS) Is included. The effect of the adjuvant may be Shigella, antigen carried, or species Administration of attenuated Shigella in vaccines also composed of various adjuvants The level of the desired immune response elicited against the DNA-encoded antigen resulting from Can be determined.   The vaccine may be administered as a liquid or suspension prepared as described above. it can. Other formulations suitable for other modes of administration include suppositories. In addition, vaccines Can be lyophilized. For suppositories, conventional binders and carriers are examples For example, polyalkylene glycols or triglycerides can be included; Suppositories such as generate the desired immune response, ie, undesirable adverse side effects Generally sufficient to protect or reduce the incidence or severity of the disease without causing Is 10 to 10 per serving12Range of attenuated Shigella colony forming units Within a mixture containing the attenuated Shigella.   Generally, vaccines are administered orally, subcutaneously, at dosages effective for the development of the desired immune response. It can be administered intradermally or intramuscularly. Vaccine suitable for the dosage form Administered in a manner that is prophylactically and / or therapeutically effective. Generally, 10 to 10 per serving12Attenuation and / or attenuation / inactivation of colony forming units A dose that is within the range of Shigella is Whether to act as a carrier for cutin or a heterologous antigen or DNA Dependent and subject to be further treated, a pair that produces the desired immune response It depends on the ability of the elephant's immune system and the degree of protection desired. The exact vaccine to administer The amount will depend on the judgment of the practitioner and will be given to each subject, either antigen or Shige. It is unique to the use of lla as a vaccine or as a carrier.   Vaccines may be given in a single dose schedule or, preferably, in the first course of vaccination In 1 to 10 separate doses, followed by maintenance and / or enhancement of the immune response Other doses that are required to do so, such as a second dose in 1-4 months Administer the next dose (s) several months later, if necessary It is administered on a multiple dose schedule. Dosage regimen (dos age regimen) is also determined, at least in part, by the requirements of the individual. Depends on the judgment of the doctor. Examples of suitable immunization schedules include (i) 0, 1, (Ii) 0, 7 days and 1 month schedule; (ii) i) 0 and 1 month schedule; (iv) 0 and 6 month schedule; or protection exemption To give an epidemic or to alleviate the symptoms of the disease or to reduce the severity of the disease Include other schedules that are sufficient. First immunization consisting of 1 to 3 inoculations After course, against Shigella with attenuated Shigella vaccine The occurrence of protective immunity can be reasonably predicted. These should be considered as sufficient levels of protective immunity. For spaced-apart (eg, every two years) boosters designed to maintain bells Therefore, it can be assisted.   In another embodiment, the present invention relates to a method for preparing a Shigella antigen or Sh in a sample. Immune response against iguella (particularly Shigella flexneri) A method for detecting the presence of Use of the attenuated Shigella of the present invention One of the benefits of is the cumbersome security required by highly infectious natural Shigella. Reduction of total treatment; attenuated Shigella survives this bacterium in host cells This indicates that the danger to the operator is reduced due to the inability to operate. The detection protocol is For example, based on competitive analysis, direct reaction analysis or sandwich type analysis Can be. Protocols can use, for example, solid supports or immunoprecipitation It can also be. Most analyzes involve the use of labels; these labels are For example, it can be a fluorescent molecule, a chemiluminescent molecule, a radioactive molecule or a dye molecule. Assays that amplify the signal from the probe are also known, such as biotin or Or avidin and enzyme labeling and enzyme-mediated immunoassays such as E LISA or ELISPOT assay. Using standard methods known in the art For example, microtitration plates or membranes (eg, nitrocellulose The surface (ie, the solid support) such as the membrane) is attenuated by Shigella or attenuated Purified bacterial components from oxidized Shigella, such as LPS And coated with a membrane or cellular element, which has Shigella infection Contact with human suspected serum can constitute a diagnostic assay. Wear. The form between attenuated Shigella and an antibody specific for it in serum The presence of the formed complex is determined by a method such as, for example, fluorescent antibody spectroscopy or colorimetry. It can be detected by any of the methods known in the art. this Detection methods include, for example, diagnosis of Shigella infection, detection of immune response, and specificity. It can be used to determine prior exposure to Shigella elements.   In addition, bacterial components, such as LPS and membrane or cellular components, are attenuated Shigell. a for safe detection of Shigella in samples Can be used for the production of local or polyclonal antibodies. These anti The body identifies Shigella in tissues or body fluids of individuals infected with Shigella. Rapid and accurate immunization of such infections as it can be used to identify Allows for a clinical diagnosis. These antibodies are available in water, biologicals, Elimination of Shigella present as a contaminant in drugs (pharmaceuticals) or food It is also useful for epidemiological detection. Detection is fast, sensitive and highly specific . The diagnostic composition contains a constant concentration of antibody effective to detect Shigella. It can also have. Antibodies can be in lyophilized form or in any other form acceptable for diagnostic use. Can be packaged and sold. This uses any immunological method Depending on the application, a suitable solid phase (for example, a latex) may be mixed with a suitable carrier. Enzymes or dyes attached to microparticles or plastic microtiter plates) Can be conjugated or radioactively labeled. Antibodies in Shigella If found to relieve or reduce infection, this antibody can be used for immune protection. Or for the treatment of Shigella infections or their consequences Can be used.   In yet another embodiment, the present invention relates to an attenuated Shigella, as disclosed in the art. Contain contaminants in foods, water, biologicals and pharmaceuticals. Detection of the presence of Shigella, or immunity to Shigella in a sample Diagnostic kits suitable for use in detecting epidemic responses. Against Shigella A sample for detecting an immune response that occurs may be blood from humans, monkeys or other mammals. These are Qing and tissue samples. Appropriate reagents and materials needed to perform this analysis Can be packaged with a suitable set of analytical instructions. The present invention The examples are further described below, but these examples are provided for illustrative purposes only. And does not limit the scope of the invention. Consider the disclosure in this specification If so, numerous embodiments within the scope of the claims will be apparent to those skilled in the art. U.                                 Example 1 Attenuated S. Construction of flexneri2a strain   Utilize the already known conditionally lethal mutation system when constructing appropriate strains did. Necessary for the synthesis of the bacterial cell wall component diaminopimelic acid (DAP). A deletion mutation was made in the gene encoding ASD, which is an essential enzyme ( Nakayama et al., Biotechnology (1988) 6: 693). Figure 1 shows 15D,Shigella flexneri  D of 2a strain 2457T The construction of the asd isolate is described. E. FIG. E. coli asd-encoding gene (M azabo et al., EMBO J .; (1982) 1: 379) using PCR To incorporate a BglII restriction site. asd is inserted into the previously described vector. (Branstrom et al., 33rd ICAAC (New Orlea) ns, LA, Oct. 20, 1993), Abstract # 11. 36); E. coli x6097 (Nakayama) Et al., Supra). The obtained pAB102 plasmid was subjected to reverse PCR amplification to obtain E. coli. c The 553 bp (positions 439-991) of the oli asd structural gene was deleted [ All primers are supplied in the 5 to 3 orientation, SEQ ID NOs: 3-8]. Mutant E. FIG. E. coli asd or Δasd (SEQ ID NO: 2) is prepared. Commercial plastic Kanamycin-resistant mosquitoes from the Sumid pUC4K-KIXX (Pharmacia) The set was purified as a SmaI fragment and cloned between adjacent asd sequences. It has become. The forward primer and the reverse primer containing the restriction sites SacI and SalI, respectively. Using the primers, PCR amplification was performed using the asd gene with an internal deletion, Kanr A 2 kb PCR fragment containing the cassette was generated. All Dasd: : KanrPCR fragment was selected as Sac of positive selection suicide vector pCVD442. Cloned into I / SalI site (Donnenberg and Kaper, Infect. Immun. (1991) ) 59: 4310). The ligation was transformed into SM10λpir (Si Mon et al., BioTechnology (1983) 1: 784); Were selected according to their tolerance. SM10λpir (pCVD442 :: asd) to S . flexneri2a 2457T (pAB322 [Tetr/ Amps])When Join, Ampr/ TerA zygote was selected. PCR analysis integrates into chromosome The isolateds obtained were isolated on the pCVD442 plasmid asd Was confirmed to be recombined with the downstream part of These isolates form on sucrose. Longer, a second recombination event occurred (Quantt and Hynes, Gene) (1993) 127: 15). KanrAnd the DAP requirements To give isolate 15C. Hybridization and PCR analysis This strain was demonstrated to have a deletion in asd. This mutation has a low copy number E. coli cloned into the vector complemented by E. coli asd The phenotype of Naru was restored. 15C to its TetrFusaric acid treatment from plasmid (Maloy and Nunn, J. Bacteriol) . (1981) 145: 1110) to give isolate 15D. Example 2Characterization of the isolated 15D   Strain 15D is a commercially available eukaryotic cell expression vector pCMV without antibiotic selection. β could be maintained. pCMVβ is human cytomegal in mammalian cells Under the control of the immediate early promoter and enhancer from Expresses E. coli β-galactosidase, which can be expressed in mammals after release. -Enabled easy analysis of mediated gene expression (MacGregor and Ca Nucl. Acids Res. (1989) 17: 2365). .   Screening of strain 15D, a large plus essential for mammalian cells to enter bacteria It was ensured that the mid was not lost during genetic engineering. Stock 15D is Birren And has been found to express the associated polypeptides, IpaB and IpaC. This is measured by immunoadsorption (Mills et al., Infect. Immun. (1988) 56: 2933), that the invading plasmid is not lost. showed that. Shigel containing mutations in genes required for cell wall synthesis la) still adheres to cells in culture and can also invade cells Proving that it was possible was important. Strains 15D and 15D (pCMVβ) Replenish DAP or replenish DAP during the 90 minute intrusion period, respectively. Ability to enter cultured baby hamster kidney (BHK) cells without supplementation Forces were tested (Oaks et al., Infect. Immun. (1985). 48: 124). After this interaction period, the monolayer is thoroughly washed and then Treated with a medium containing ntamycin (50 μg / ml) for at least 30 minutes, Bacteria were removed. Both these constructs were found to enter BHK cells. However, when DAP was added during the bacterial-cell interaction, the recorded 1 Colony numbers of 5D and 15D (pCMVβ) were significantly increased. Infected BH A fixed and stained chamber slide of a K cell monolayer (chamber slide) es) was examined by light microscopy to demonstrate viable findings. DA during the intrusion phase If P is not present, 15D and 15D (pCMVβ) Just 13% and 10% of BHK cells invaded. On the contrary, DAP contains 33% (15D) and 29% [15D (p CMVβ)] contained bacteria. The purpose of this test is to To determine whether bacteria can be used to release sumid DNA According to the representative data below, during the attachment and invasion phases, the concentrated bacteria Was added to DAP.   Intracellular bacterial viability and β-galactosidase activity were monitored over 48 hours. Traced. To assess viable bacteria recovered from infected BHK cells, The following test method was used. 1 × 10FiveBHK cells were plated on a plate with 24 recesses. Plates were formed in the recesses. This test method was previously disclosed for Shigella plaque assay The method was modified and adapted (Infect. Im by Mills et al.). mun. (1988) 56: 2933; Infect. Imm un. (1985) 48: 124). Single Congo Red binding positive for each strain Colony (this is the expression of the plasmid-encoded Shigella virulence antigenic determinant) Represents 50 μg / ml DAP [15D] or DAP + 250 In LB broth medium containing μg / ml ampicillin [15D (pCMVβ)] Inoculated overnight. The overnight culture was diluted 1:50 and diluted approximately in the presence of DAP. The cells were grown in the mid-log phase. 50 μg / ml DAP is added 200 My 10X bacterial solution in HBSS with or without added Chloliters were placed in three recesses of sub-confluent BHK cells [these were DMEM (Bio Whitaker)] at about 50: 1. 37 ° C, 5% COTwoAt 90 minutes for the bacteria to interact with this minimum volume of BHK cells. Was. Non-adherent bacteria were removed by extensive washing with HBSS. Extracellular Bacteria were then heat-inactivated with 10% FBS (BioWhittaker) and DME containing 50 μg / ml gentamicin Killed by addition of M. At the indicated time points, cells were 0.2% Triton -X-100 solution and dissolve the corresponding dilutions in TSA Congo Red DAP The plate was formed on a plate, and the number of viable bacteria was measured.   For visual inspection of fixed and stained chamber slides, 1 × 10Five BHK cells were plated on Nunc chamber slides and Were infected with 15D and 15D (pCMVβ) as described. At the corresponding point, Thoroughly wash and fix these chamber slides, then (Fisher). At least 450 cells for data analysis Visual inspection was performed by light microscopy. Instat statistics blog Ram (Graphpad, San Diego, CA) was used to calculate the mean and Standard error was calculated. Example 3Expression of DNA released into cells by strain 15D   The bacterial suspension was concentrated 10-fold, except that 2 ml was added to each flask. The cells were grown as described in Example 1. In this test method, semi-dense BH Before adding the bacterial suspension to the flask of K cells, add 50 μl of DAP to the bacterial suspension. g / ml was added. Bacteria were added at a ratio of about 100: 1. At the time of instruction, BHK Cells are separated by trypsinization and then Washed in PBS. A part of this cell suspension was dissolved in 0.2% Triton-X-100 solution. Dissolve in solution and plate on TSA Congo Red DAP plate The number of bacteria capable of growing was measured. Remaining cells are evaluated for β-galactosidase activity did. β-galactosidase activity was determined by o-nitrophenyl in the remaining cells. Galactose and chromophore o-ni-β-D-galactoside (ONPG) Activity is measured spectrophotometrically as measured by standard biochemical assays using conversion to trophenol. Quantitative analysis by measurement (Methods in Mol by Nolan et al.) ecological Biology, E.C. J. Murray and J.M. M. Walk er editing (Humana Press Inc., Clifton, NJ, 1991) Vol. 7: 217-235). β-galactosidase unit = 380 × OD420 / hour (minute). The total protein concentration of the cell extract was*Protein Measured with a quality test kit (Pierce).   Initial 1-3 × 10 for each stock7Viable bacteria recovered from monolayer of BHK cells However, no β-galactosidase activity was detectable in this cell extract. Attachment Determination of β-galactosidase activity in cell extracts equal to the total number of bacteria added It was negative. After 4 hours, 1 log to 1.5 log of viable cells disappear. Loss and no β-galactosidase activity could be detected. Additional log ~ 1. Loss of 5 log viable cells at both 24 and 48 hour test time points Found in. At both time points, 15D (pCMVβ) from infected BHK cells In cell extracts, an increase in β-galactosidase activity could be easily detected. these The β-galactosidase activity detected at the time of the last detection is Not due. The reason for this is that high levels of viable No β-galactosidase activity was detected despite the presence of cells. And there. In addition, non-invasive isolates of 15D (pCMVβ) (ie, Ipa B and IpaC immunoadsorption negative) were tested for their ability to release plasmid DNA. Was. No β-galactosidase activity was detected at the 24 hour test time .   The finding is that cells must enter mammalian cells to release DNA. And can also escape from the phagocytic vacuole (the phenomenon is usually the first 4 To reinforce the hypothesis that it must be able to I have. At 24 and 48 hours of testing, bacterial killing and plasmid DN Sufficient time had elapsed for the release of A into the cell cytoplasm. Followed by the code Transcription and translation of the reporter gene occurs. Subsequent uptake by eukaryotic cells Extracellular lysis of bacteria, which leads to the release of plasmid DNA with Relationship. This means that non-invasive isolates can induce β-galactosidase activity. Because you can't do that. Example 4Strain 15D as a DNA release vehicle   In order to demonstrate release of pCMVβ DNA into BHK cells, infected monolayers Was immunostained for intracellular β-gas in individual cells. Lactosidase expression was detected visually. 4-concave, as described in Example 1 15D or 15D (pCMVβ) in the three recesses of the head chamber slide ) Were immunostained on BHK cell monolayers and β-galactosidase Expression was detected (Sander et al., J. Immunol. Methods ( 1993) 166: 201). At each time point, the monolayer was washed with a phosphate buffered 4% Fix in laformaldehyde for 5 minutes, then 3% goat serum in HBSS ( Gibco-BRL) for 3 minutes. The BHK cells were then Permeabilization was performed with HBSS containing ponin (Sigma) solution for 1 minute. Monocrona Anti-β-galactosidase (Sigma) in 0.1% sapoin / HBSS Dilution 1: 2000, then kept at 37 ° C. for 30 minutes in a wet chamber . A second anti-mouse IgG (Fc specific) FITC conjugate (Sigma) was : 32 and then kept at room temperature for 30 minutes. Chamber between each step Slides were thoroughly washed with 0.1% sapoin / HBSS solution. Final cleaning process HBSS alone was used to block permeabilized cells. Equipped with fluorescent parts Olympus-VAN04-S or Epi-fluorescent parts Using a Nikon microphoto equipped with It was evaluated visually. The results are shown in FIG.   Monolayers infected with either strain show obvious intracellular immunostaining at 30 minutes of detection. No color was found (FIGS. 3A, B). Monolayer infected with 15D (pCMVβ) Only a few intracellular immunostainings were found at 4 hours of detection (FIGS. 3C, D ). At 24 hours and 48 hours of detection, 15D (pCMVβ) was infected. Several cells stained positive per monolayer area (FIGS. 3E, F). Whole cell cytoplasm Staining of the body was determined by subsequent processing by mammalian cells (ie, transcription and translation). This indicates that the plasmid DNA was released from the bacteria into the cell cytoplasm. Positively stained cells may also be due to the presence of large amounts of β-galactosidase protein. It looked spherical. Fluorescence activated cell sorting (FACS) analysis (by Nolan et al.) 1 to 2% of 5000 cells as measured by At the time of detection, staining was positive for β-galactosidase expression. 15D (pC Leukostat staining of BHK cells infected with MVβ) Visual inspection of the isolated chamber slides revealed that 28% of the cells were 1-5 full fines. Bacteria, and 1.7% were found to contain 5 bacteria (Table 2). ). At 4 hours after gentamicin treatment, 26% of the cells had visually complete cells. Bacteria, and cells containing 4 bacteria were less than 1%. Therefore, 1-5 Bacterial invasion was required for foreign gene expression. pCMVβ is about 500 copies / 7164 bp plasmid with medium to high copy number of bacterial cells Therefore, each bacterium is about 3.93 (10-9) Containing mg DNA Presumed. About 4-20 × 10 by Shigella-9mg of DNA in the cytoplasm It is sufficient for expression of β-galactosidase.Percentage of infected BHK cells and bacterial count / infected BHK cells. Cha Member slides and bacteria were prepared as described in Table 1. Data infected Mean percentage of BHK cells and mean of bacteria / infected BHK cells ± standard It is represented by a deviation value (SD). Example 5Gene release by Shigella into different cell types   Shigella bacterial strains invade quite different cells. Gene release to BHK cells To demonstrate that it is not restricted, P815 cells were exposed to 15D (pCMVβ). Dyed. Bacteria used to infect P815 cells were grown as described in Example 1. I let it. 6-Add non-adherent P815 cells cultured in After addition of the bacteria, the plate was spun at 500 × g for 5 minutes. Bacteria and P8 Fifteen cells were allowed to react for 90 minutes. These cells were then thoroughly treated with DMEM. Wash bottom, then in DMEM containing 100 μg / ml gentamicin At 37 ° C, 5% COTwoFor 1 hour. These cells Again, wash thoroughly, then DM containing 20 μg / ml gentamicin Resuspend in EM, 37 ° C, 5% COTwoOvernight. 24 hours At this point, β-galactosidase activity and protein concentration were measured as described above ( Nolan et al.).   As shown in Table 3, at 24 hours, 10-fold higher compared to basal control Low levels of β-galactosidase were expressed. H-2dClass I MHC molecule P815 cells that are fully infected with 15D (pCMVβ) Tests show that these cells, in terms of Class I, are not encoded by Shigella-releasing DNA. It is currently being carried out to determine whether a given antigen can be provided. Example 615D is in vivo soProvides protection against Shigella transmission   Tests in the guinea pig keratoconjunctivitis challenge model show that two doses of immunity Shows 100% protection from subsequent Shigella infection for 3 weeks according to the sensitization schedule. Animals On days 0 and 15, 1-4 × 10 per eye8Immunized by colony forming units I was sensitized. The challenge was performed 3 weeks after the final immunization. Animals , 3.8 × 108We challenged Virrent 2457T.  Eyes from animals in Experiment C were also stained for β-galactosidase activity. Inoculation with 15D (pCMVβ) and heat-sterilized 15D (pCMVβ) Eyes from the object showed staining. Inoculated with heat-sterilized 15D (pCMVβ) Light staining was detected in the animal eyes. These results indicate that DNA is released. That this highly attenuated strain (attenuated s train) functions in vivo in a guinea pig keratoconjunctivitis model, and And protect against challenge by Shigella even when bacteria are inactivated Prove to provide. Example 7Guinea pig growth test   The purpose of this study was to test the animal's immune response during the challenge and recovery periods. The answer was to evaluate the answer.   Spleens or deep cervical nodes of two animals were collected for testing. 2 charens from each group The died animals were sacrificed for testing at 3 and 4 weeks post-challenge. Proliferative responses were tested in animals evaluated for protection. Preliminary challenge ( pre-challenge) animal, vaccinated as described above, and When was challenged, the organs were tested.   Prepare a single cell suspension from spleen and deep cervical node, plate with 96 recesses And 1-2 × 10 in 100 mlFivePlated at cell / recess concentration. Each stimulus 10 ml of the agent was added to the corresponding recess. After three days of culture, the amount of growth It was measured using a radioactive kit. These responses are shown in Table 5 below.N. P, when no proliferation is detected * Naive animals showed no detectable response; thus, indeed O. D. Values are shown. ConA: Concanavalin A, 5 μg / ml LPS: E. 250 pg / ml commercial preparation from Coli H. K: Heat sterilized Shigella flexneri ri) 2a strain 2457T 5 μg / ml   All responses were averaged (i.e., 3-4 depressions), and the average basal response was reduced. D . The 490 value was determined. The stimulation index was determined by the mean experiment O.D. D. Values are the average Experiment O. D. Calculated by dividing by value.   These results were obtained at the time of challenge and several weeks after challenge (post challenge), this highly attenuated strain Immune response to mitogen response (specific for mitogen response and for heat-killed antigen) (Including T cells and B cells, as measured by the specific response). β -No growth to the galactosidase protein was detected. Normal immunological of the eye From the properties, this result was expected (Cri by Rocha and Baines). physical Rev. Immun. (1992) 12: 81-100). Example 8Intranasal challenge propagation in mice   The purpose of this experiment was to demonstrate the ability of 15D to release DNA in vivo. (I.e., intranasal mouse). Furthermore, career The immune response to was also measured.   Each group of five mice was inoculated intranasally twice at four week intervals. Each contact For each strain or treatment, three different doses were also administered. These amounts are Shown below. One of the treatment groups consisted of 50 μl of DAP added to the culture before inoculation. Consists of mice fed 15D (pCMVβ) with g / ml. Second contact At 4 weeks post seeding, the spleen was removed, a single cell suspension was prepared, and then 96 In a concave plate, add 2 × 10FivePlate with cells / recess. phase 10 ml of stimulant was added to the corresponding recess. Incubate these plates for 3 days. The amount of growth that occurred was determined using a non-radioactive kit. These numbers Are averaged, the base value is reduced, and D. The 490 value was determined. Con A, E.C. Col The irritation index for LPS and heat-sterilized 2457T was determined by the mean experiment O.D. D. Values were calculated by dividing by the inexperienced control value. The results are shown in the table below. 6 is shown. The stimulation index for b-gal is O.D. D. Divide by value Experiment (pCMVβ) D. Value. Approximate amount for both inoculations 15D: 3 × 106, 1 × 106And 3 × 10Five 15D with or without DAP (pCMVβ): 1 × 106 , 5 × 10FiveAnd 1 × 10Five * Add polymyxin B to b-gal protein to clean all contaminating LPS Formed.   These results indicate that in this model, 15D was sufficient for pCMVβ DNA Indicates release. At higher inoculum doses, DAP was added. Mice inoculated with 15D (pCMVβ) without or with added b-gal Proliferate in response to proteins. Furthermore, at the specified dose, carry No significant proliferative response to a. Example 9Mouse intranasal response II   Lymphatic proliferative response directed against plasmid-expressed β-galactosidase (Lymphoproliferative responses) and antibodies Response was measured after bacterial release of plasmid DNA into mouse nasal tissue. Twice Was administered on days 0 and 28. 4 weeks after the last inoculation , 15D (pCMVβ) spleen cells from β-galactosidase Ze Showed a lymphoproliferative response directed against BALB / c of 8-10 week old females Mouse (Harlan Sprague Dawley, Indianapol) is, IN) with 0.3 mg of xylazine hydrochloride [Lonpa (Rompun); Mobay Corp. , Shawnee, KA] and 1.0 mg of ketamine hydrochloride [Ketaset; Aveco C ompany, Fort Dodge, IA]. Let it calm down. The concentrated bacterial suspension (15 ml) was dropped onto the nostrils of each mouse . On day 0 and at 4 weeks, 5-10 mice in each group had 106Or 107 Given the surviving bacteria. Several groups of mice were supplemented with 50 μg / ml DAP. A filled 15D (pCMVβ) inoculum was provided. Blood for serum analysis after last inoculation At 4 weeks. At this point, the spleen was also removed from ConA, E. Coli   LPS, heat sterilized 2457T and purified β-galactosidase (Si gma, St .; Louis, MO) induced lymphoproliferative response in vivo (B) Removed for measurement. Spleen cells (1 × 10Five/ Recess) with polymyxin (Bu) rrows Wellcome, Research Triangle P ark, NC) Purified β-galactosidase containing 10 μg / ml 5 μg / ml, ConA 50 μg / ml, Coli LPS 2.5μg For 3 days in the presence of 5 μg / ml and heat-sterilized 2457T. Was. The degree of proliferation was measured by cell titer 96 (registered trademark) ) AQueousNon-radioactive cell proliferation kit (Promega, Madison, WI) ). The reported OD490 values are the mean of stimulated cells. Calculated by subtracting the mean value of unstimulated cells from the value.   These results indicate that 15D with or without DAP was added. Mice inoculated with (pCMVβ) were up to 5-fold larger than controls, Shows that they can proliferate in response to tosidases (FIG. 4D). . Example 10Antibody response to β-galactosidase in mice intranasally inoculated   15D, 15D (pCMVβ) or 15D containing 50 μg / ml of DAP (p Serum from a group of mice inoculated with CMVβ) was immunized against β-galactosidase. Tested for compliance. 1 microgram of purified β-galactosidase is 7.5 It was subjected to electrophoresis on a% SDS-polyacrylamide gel. After electrophoresis These gels were electroadsorbed on nitrocellulose. These blots are In, then divided into sections, and then overnight collected serum samples ( (Diluted 1:50 in casein buffer). The bound antibody is Phosphatase (BMB, Indianapolis, Ind.) Detection was performed using a 1: 500 dilution of a second rabbit anti-mouse Ig. alkalinity Phosphatase activity was detected by the substrate BCIP / NBT (Sigma) . Immunosorbent analysis was performed on serum samples from mice infected with 15D (pCMVβ). Showed an antibody response specific for β-galactosidase.   Serum samples were also analyzed by ELISA and antibody isotype and And IgG subclasses were measured. Antibodies specific for β-galactosidase Is an antibody of the IgG isotype, which comprises IgG1, IgG2a and IgG2. It is equally represented by b (Table 7). It encompasses both Th1 and Th2 cells. Indicates that it is included.   These results presented here use attenuated bacteria. To release the plasmid DNA on the mucosal surface, -A demonstration of the ability to stimulate an immune response to the encoded foreign gene product This is the first proof. The approach to vaccine development is the development and development of DNA-based vaccines. And supply must be simple, while often stimulating the desired mucosal immune response The technology that makes it possible must be expanded.   We have discovered a new method for releasing functional DNA inside cells. This method should not be restricted to Shigella. This reason is used by Shigella Invading genes can be found in other bacteria, such as E. coli. Because it can be inserted into Coli. (Infect. Immun. (1983) 39 by Sansonetti et al.) : 1392). Similarly, other bacteria, such as Listeria, Can invade cells and escape from the phagocytic vacuole into the cytoplasm ( Portnoy and Jones, Ann. N. Y. Acad. Sci. ( 1994) 730: 15). We show that bacteria can escape phagocytic vacuoles into the cytoplasm. Have no official evidence that export is essential for DNA release, Salmonella typhimurium, which is difficult to reach the cytoplasm la typhimurium). Initial experiments with microorganisms show that It is suggested that this is not an effective DNA release medium.   To achieve a balance between cell entry and release efficiency with its subsequent reactogenicity For this purpose, any bacterial vector DNA release system is required. In the case of Shigella, Genetic response to invasion also indicates macrophage invasion and apoptosis (a poppysis) and then inflammation (Zychlins) Nature (1992) 358: 167). We believe that DAP A Shigella strain that was unable to survive inside the cell in the presence was constructed. This kind of cheap Measuring integrity awaits human testing.   The bacterial DNA release system we disclosed has several advantages for certain applications. Sticky Release of DNA-encoded antigens into the membrane immune system is a class I and / or II Stimulation of Th1 or Th2 help or IgA and IgG antibody production Many can be directed to the hidden maintenance of conformational epitopes and appropriate overlaps Simultaneous immunization with a number of antigens must be possible. A few names Diarrheal diseases, such as retroviruses; diseases transmitted by sexual activity, such as For example, human immunodeficiency virus, Neisseria gonorrhoeae (Neisseria g onorrhoeae), and human papillomavirus; and also gastrointestinal disorders For example, ulcer-forming Helicobacter pylori   pylori) can be particularly responsive to this approach. Intestinal immune tolerance mechanism Suppression of autoimmunity by the Nism mechanism has been proven (Proc by Sun et al. . Natl. Acad. Sci. U. S. A. (1994) 91: 10795). , Should also be acceptable to this approach.   Maybe bacterial release of DNA for vaccine formation and potent gene therapy / replacement The greatest advantage is the ease and acceptance of oral forms and other forms for mucosal delivery In effectiveness. Similarly, this type of DNA vaccine formation (which is Is an attenuated bacterial vector). Vaccines can be produced at the expense of fermentation, cell lysis and packaging. You. Therefore, this type of vaccine is currently being developed and is being developed. At least partially contribute to reducing the price and problems of vaccines Wear.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12N 9/04 C12N 9/04 Z 15/09 ZNA G01N 33/569 F G01N 33/569 C12N 15/00 ZNAA (31)優先権主張番号 60/018,035 (32)優先日 平成8年5月21日(1996.5.21) (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,HU,I L,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK ,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK, MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TR ,TT,UA,UG,US,UZ,VN (72)発明者 サイズモア,ドナタ,アール アメリカ合衆国20879 メリーランド州ガ イザースバーグ,ステッドウイック ロー ド 10006 ナンバー 301 (72)発明者 サドフ,ジェラルド,シー アメリカ合衆国20012 ワシントン デイ シー,カルミア ロード エヌ.ダブリ ュ.1622──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C12N 9/04 C12N 9/04 Z 15/09 ZNA G01N 33/569 F G01N 33/569 C12N 15/00 ZNAA (31) Priority claim number 60 / 018,035 (32) Priority date May 21, 1996 (May 21, 1996) (33) Priority claim country United States (US) (81) Designated country EP (AT) , BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA , GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (KE, LS, MW, SD, SZ, UG), UA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, T ), AL, AM, AT, AU, AZ, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE, HU, IL, IS, JP , KE, KG, KP, KR, KZ, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN (72) Inventor Sizemore, Donata, Earl United States 20879 Steerswick Road, Gaithersburg, MD 10006 Number 301 (72) Inventor Sadov, Gerald, Sea United States 20012 Washington D.C. Double. 1622

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.細胞内に入ることができ、いったん細胞内に入ると死滅する、弱毒化赤痢 菌株。 2.菌株は、フレクスナー赤痢菌(S.flexneri )である、請求の範囲第1項 に記載の弱毒化赤痢菌株。 3.菌株は、ATCC受け入れ番号ATCC55710を与えられた15Dで ある、請求の範囲第2項に記載の弱毒化赤痢菌株。 4.赤痢菌内に存在するアスパラギン酸b−セミアルデヒド脱水素酵素遺伝子 を不活性化することからなる、弱毒化赤痢菌株の製造方法。 5.不活性化は突然変異によるものである、請求の範囲第4項に記載の弱毒化 赤痢菌株の製造方法。 6.弱毒化赤痢菌は、細胞内に入ることができるが、いったん細胞内に入ると 死滅する、請求の範囲第4項に記載の弱毒化赤痢菌株の製造方法。 7.ワクチンは、 (i)弱毒化赤痢菌、と (ii)薬剤学的に許容される賦形剤、 とからなる、個体中の赤痢菌が引き起こす病状を軽減するためのワクチン。 8.赤痢菌はフレクスナー赤痢菌(S.flexneri )である、請求の範囲第7項 に記載の個体中の病状を軽減するためのワクチン。 9.弱毒化したフレクスナー赤痢菌(S.flexneri )は、ATCC受け入れ番 号ATCC55710を与えられた15Dである、請求の範囲第8項に記載の個 体中のフレクスナー赤痢菌(S.flexneri )が引き起こす病状を軽減するための ワクチン。 10.赤痢菌はさらに不活性化される、請求の範囲第7項に記載のフレクスナ ー個体中の赤痢菌(S.flexneri )が引き起こす病状を軽減するためのワクチン 。 11.薬剤学的に許容される賦形剤中の免疫学的に有効な量の弱毒化赤痢菌を 、個体に投与することからなる、個体中の赤痢菌が引き起こす病状を軽減するた めの方法。 12.赤痢菌はフレクスナー赤痢菌(S.flexneri )である、請求の範囲第1 1項に記載の個体中の赤痢菌が引き起こす病状を軽減するための方法。 13.赤痢菌はさらに不活性化される、請求の範囲第11項に記載の個体中の 赤痢菌が引き起こす病状を軽減するための方法。 14.DNAが導入される弱毒化赤痢菌を含むビヒクルである、細胞にDNA を送達するための送達ビヒクル。 15.赤痢菌はフレクスナー赤痢菌(S.flexneri )である、請求の範囲第1 4項に記載の、細胞にDNAを送達するための送達ビヒクル。 16.細胞は小腸粘膜上皮細胞の細胞である、請求の範囲第14項に記載の、 細胞にDNAを送達するための送達ビヒクル。 17.赤痢菌はフレクスナー赤痢菌(S.flexneri )である、請求の範囲第1 4項に記載の、細胞にDNAを送達するための送達ビヒクル。 18.フレクスナー赤痢菌(S.flexneri )はATCC受け入れ番号ATCC 55710を与えられた15Dである、請求の範囲第17項に記載の、細胞にD NAを送達するための送達ビヒクル。 19.弱毒化赤痢菌はさらに不活性化される、請求の範囲第14項に記載の、 細胞にDNAを送達するための送達ビヒクル。 20.抗原が導入される弱毒化赤痢菌からなる、細胞に抗原を送達するための 送達ビヒクル。 21.赤痢菌はフレクスナー赤痢菌(S.flexneri )である、請求の範囲第2 0項に記載の、細胞に抗原を送達するための送達ビヒクル。 22.フレクスナー赤痢菌(S.flexneri )は15Dである、請求の範囲第2 1項に記載の、細胞に抗原を送達するための送達ビヒクル。 23.弱毒化赤痢菌はさらに不活性化される、請求の範囲第20項に記載の、 細胞に抗原を送達するための送達ビヒクル。 24.薬剤学的に許容される賦形剤中の免疫学的に有効な量の弱毒化赤痢菌を 、個体に経口投与することからなる、赤痢菌に対して個体を経口免疫化するため の方法。 25.赤痢菌はフレクスナー赤痢菌(S.flexneri )である、請求の範囲第2 4項に記載の赤痢菌に対して個体を経口免疫化するための方法。 26.フレクスナー赤痢菌(S.flexneri )は15Dである、請求の範囲第2 5項に記載の赤痢菌に対して個体を経口免疫化するための方法。 27.弱毒化赤痢菌はさらに不活性化される、請求の範囲第24項に記載の赤 痢菌に対して個体を経口免疫化するための方法。 28.細胞にDNAを送達するための方法であって、 (i)弱毒化赤痢菌にDNAを導入し、そして (ii)この赤痢菌を細胞に投与する、ことからなる上記方法。 29.赤痢菌はフレクスナー赤痢菌(S.flexneri )である、請求の範囲第2 8項に記載の細胞にDNAを送達するための方法。 30.フレクスナー赤痢菌(S.flexneri )は15Dである、請求の範囲第2 9項に記載の細胞にDNAを送達するための方法。 31.細胞は粘膜上皮の細胞である、請求の範囲第28項に記載の細胞にDN Aを送達するための方法。 32.粘膜上皮は小腸粘膜上皮である、請求の範囲第28項に記載の細胞にD NAを送達するための方法。 33.弱毒化赤痢菌はさらに不活性化される、請求の範囲第28項に記載の細 胞にDNAを送達するための方法。 34.細胞に抗原を送達するための方法であって、 (i)弱毒化赤痢菌に抗原を導入し、そして (ii)この赤痢菌を細胞に投与する、ことからなる上記方法。 35.赤痢菌はフレクスナー赤痢菌(S.flexneri )である、請求の範囲第3 4項に記載の細胞に抗原を送達するための方法。 36.フレクスナー赤痢菌(S.flexneri )はATCC受け入れ番号ATCC 55710を与えられた15Dである、請求の範囲第35項に記載の細胞に抗原 を送達するための方法。 37.細胞は粘膜上皮の細胞である、請求の範囲第34項に記載の細胞に抗原 を送達するための方法。 38.粘膜上皮は小腸粘膜上皮である、請求の範囲第37項に記載の細胞に抗 原を送達するための方法。 39.弱毒化赤痢菌はさらに不活性化される、請求の範囲第34項に記載の細 胞に抗原を送達するための方法。 40.赤痢菌感染症の検出方法であって、 (i)表面を弱毒化赤痢菌またはその成分でコーティングし、 (ii)コーティング表面に、感染を有することが疑われる個体からの血清または 組織試料を接触させ、そして (iii) 赤痢菌と試料中に存在するその特異的免疫応答の間で形成される複合体 の有無を検出することにより、感染の有無を検出する、ことからなる上記方法。 41.弱毒化赤痢菌と、試料中の赤痢菌に対する免疫応答の存在の検出に使用 するのに適した付属の試薬、とからなる、赤痢菌感染の検出のための診断キット 。 42.赤痢菌はフレクスナー赤痢菌(S.flexneri )である、請求の範囲第4 1項に記載の赤痢菌の検出のための診断キット。 43.フレクスナー赤痢菌(S.flexneri )はATCC受け入れ番号ATCC 55710を与えられた15Dである、請求の範囲第42項に記載の診断キット 。 44.細菌を用いて細胞に機能性核酸を送達するための方法であって、 (i)弱毒化した細菌に核酸を導入し、そして (ii)細胞にこの細菌を投与する、ことからなる、上記方法。[Claims]   1. Attenuated dysentery that can enter cells and die once inside cells Strain.   2. The claim 1 wherein the strain is Shigella flexneri (S. flexneri). 2. The attenuated Shigella strain according to item 1.   3. The strain is 15D given ATCC accession number ATCC 55710. An attenuated Shigella strain according to claim 2.   4. Aspartate b-semialdehyde dehydrogenase gene present in Shigella A method for producing an attenuated Shigella strain, comprising inactivating bacillus.   5. The attenuation according to claim 4, wherein the inactivation is due to a mutation. Method for producing Shigella strain.   6. Attenuated Shigella can enter cells, but once inside cells The method for producing an attenuated Shigella strain according to claim 4, which is killed.   7. The vaccine is (I) Shigella attenuated, and (Ii) a pharmaceutically acceptable excipient, A vaccine for reducing a disease state caused by Shigella in an individual.   8. 8. The method according to claim 7, wherein the Shigella is S. flexneri. A vaccine for reducing a medical condition in an individual according to claim 1.   9. Attenuated S. flexneri is the ATCC accession number 9. The individual according to claim 8, wherein the individual is 15D given the signal ATCC 55710. To reduce the condition caused by Shigella flexneri (S. flexneri) in the body vaccine.   10. The flexner according to claim 7, wherein Shigella is further inactivated. -A vaccine to reduce the pathology caused by Shigella (S. flexneri) in individuals .   11. An immunologically effective amount of Shigella attenuated in a pharmaceutically acceptable excipient Administering to an individual, reducing the pathology caused by Shigella in the individual. Way.   12. Claim 1 wherein the Shigella is S. flexneri. A method for reducing a disease state caused by Shigella in an individual according to claim 1.   13. 12. The method according to claim 11, wherein the Shigella is further inactivated. A method to reduce the symptoms caused by Shigella.   14. A DNA-containing vehicle containing the attenuated Shigella, into which the DNA is introduced. A delivery vehicle for delivering the drug.   15. Claim 1 wherein the Shigella is S. flexneri. A delivery vehicle for delivering DNA to cells according to claim 4.   16. The cell according to claim 14, wherein the cell is a cell of a small intestinal mucosal epithelial cell. A delivery vehicle for delivering DNA to cells.   17. Claim 1 wherein the Shigella is S. flexneri. A delivery vehicle for delivering DNA to cells according to claim 4.   18. Flexneri (S. flexneri) has ATCC accession number ATCC 18. The cell according to claim 17, wherein the cell is 15D given 55710. A delivery vehicle for delivering NA.   19. 15. The method according to claim 14, wherein the attenuated Shigella is further inactivated. A delivery vehicle for delivering DNA to cells.   20. Consisting of an attenuated Shigella into which the antigen is introduced, for delivering the antigen to cells. Delivery vehicle.   21. Claim 2 wherein the Shigella is S. flexneri. A delivery vehicle for delivering an antigen to a cell according to paragraph 0.   22. Claim 2 wherein the S. flexneri is 15D. A delivery vehicle for delivering an antigen to a cell according to claim 1.   23. 21. The attenuated Shigella according to claim 20, wherein the attenuated Shigella is further inactivated. A delivery vehicle for delivering the antigen to the cells.   24. An immunologically effective amount of Shigella attenuated in a pharmaceutically acceptable excipient For oral immunization of an individual against Shigella, comprising orally administered to the individual the method of.   25. Claim 2 wherein the Shigella is S. flexneri. A method for oral immunization of an individual against Shigella according to claim 4.   26. Claim 2 wherein the S. flexneri is 15D. A method for oral immunization of an individual against Shigella according to claim 5.   27. 25. The red of claim 24, wherein the attenuated Shigella is further inactivated. A method for oral immunization of an individual against Shigella.   28. A method for delivering DNA to a cell, comprising: (I) introducing the DNA into the attenuated Shigella, and (Ii) administering the Shigella to cells.   29. Claim 2 wherein the Shigella is S. flexneri. 9. A method for delivering DNA to a cell according to item 8.   30. Claim 2 wherein the S. flexneri is 15D. 10. A method for delivering DNA to a cell according to item 9.   31. 29. The cell of claim 28, wherein the cell is a mucosal epithelial cell. A method for delivering A.   32. The cell according to claim 28, wherein the mucosal epithelium is a small intestinal mucosal epithelium. A method for delivering NA.   33. 29. The cell of claim 28, wherein the attenuated Shigella is further inactivated. A method for delivering DNA to cells.   34. A method for delivering an antigen to a cell, comprising: (I) introducing the antigen into the attenuated Shigella, and (Ii) administering the Shigella to cells.   35. Claim 3 wherein the Shigella is S. flexneri. A method for delivering an antigen to a cell according to claim 4.   36. Flexneri (S. flexneri) has ATCC accession number ATCC 36. The cell according to claim 35, wherein the antigen is 55D given 55710. A method for delivering.   37. The cell according to claim 34, wherein the cell is a cell of a mucosal epithelium. A method for delivering.   38. The mucosal epithelium is a small intestinal mucosal epithelium. A method for delivering an original.   39. 35. The cell of claim 34, wherein the attenuated Shigella is further inactivated. A method for delivering an antigen to a vesicle.   40. A method for detecting Shigella infection, (I) coating the surface with Shigella attenuated or its components, (Ii) Serum from an individual suspected of having an infection on the coating surface or Contact the tissue sample, and (Iii) the complex formed between Shigella and its specific immune response present in the sample Detecting the presence or absence of infection to detect the presence or absence of infection.   41. Used to detect attenuated Shigella and the presence of an immune response to Shigella in the sample Diagnostic kit for the detection of Shigella infection, comprising an accessory reagent suitable for .   42. Claim 4 wherein the Shigella is S. flexneri. A diagnostic kit for detecting Shigella according to claim 1.   43. Flexneri (S. flexneri) has ATCC accession number ATCC 43. The diagnostic kit of claim 42, which is 15D given 55710. .   44. A method for delivering a functional nucleic acid to cells using bacteria, comprising: (I) introducing the nucleic acid into the attenuated bacterium, and (Ii) administering the bacterium to a cell.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008521434A (en) * 2004-11-30 2008-06-26 エーラス グローバル ティービー ワクチン ファウンデーション Bacterial packaging strains useful for the production and production of recombinant double-stranded RNA nucleocapsids (rdsRNs) and their use
JP2008523812A (en) * 2004-12-17 2008-07-10 ベス イスラエル デアコネス メディカル センター Compositions for bacteria-mediated gene silencing and methods of use thereof

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2253789T3 (en) 1997-04-18 2006-06-01 Gesellschaft Fur Biotechnologische Forschung Mbh (Gbf) DENIMED SALMONELLA CEPA USED AS A VEHICLE FOR ORAL IMMUNIZATION.
US6080849A (en) 1997-09-10 2000-06-27 Vion Pharmaceuticals, Inc. Genetically modified tumor-targeted bacteria with reduced virulence
WO1999013053A1 (en) 1997-09-10 1999-03-18 Vion Pharmaceuticals, Inc. Genetically modified tumor-targeted bacteria with reduced virulence
US6368604B1 (en) 1997-09-26 2002-04-09 University Of Maryland Biotechnology Institute Non-pyrogenic derivatives of lipid A
JP2001519162A (en) * 1997-10-07 2001-10-23 ユニバーシティ・オブ・メリーランド・バイオテクノロジー・インスティチュート Method for introducing and expressing RNA in animal cells
US6825028B1 (en) * 1998-12-11 2004-11-30 Christoph Von Eichel-Streiber Recombinant listeria
DE19754938B4 (en) * 1997-12-11 2006-04-20 Christoph von Dr. Eichel-Streiber TGC method for induction of targeted, somatic transgenicity
US6143551A (en) * 1997-12-29 2000-11-07 Schering Aktiengesellschaft Delivery of polypeptide-encoding plasmid DNA into the cytosol of macrophages by attenuated listeria suicide bacteria
CU22661A1 (en) * 1997-12-30 2001-04-27 Cnic Ct Nac Investigaciones NEW VACCINE CANDIDATES OF VIBRIO CHOLERAE AND METHOD OF OBTAINING
US6596477B1 (en) 1998-09-28 2003-07-22 University Of Maryland Biotechnology Institute Treatment and prevention of immunodeficiency virus infection by administration of non-pyrogenic derivatives of lipid A
MXPA02003384A (en) * 1999-10-04 2002-08-20 Vion Pharmaceuticals Inc Compositions and methods for tumor-targeted delivery of effector molecules.
US6962696B1 (en) 1999-10-04 2005-11-08 Vion Pharmaceuticals Inc. Compositions and methods for tumor-targeted delivery of effector molecules
US9597379B1 (en) 2010-02-09 2017-03-21 David Gordon Bermudes Protease inhibitor combination with therapeutic proteins including antibodies
US11180535B1 (en) 2016-12-07 2021-11-23 David Gordon Bermudes Saccharide binding, tumor penetration, and cytotoxic antitumor chimeric peptides from therapeutic bacteria

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5077044A (en) * 1980-05-19 1991-12-31 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Jr. University Novel non-reverting shigella live vaccines
US4632830A (en) * 1981-07-31 1986-12-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Oral vaccine for immunization against enteric disease
AR242989A1 (en) * 1988-07-15 1993-06-30 Inst Pasteur I Nat De La Sante A method for modifying a wild strain of a "shigella", in order to produce a modified strain suitable for preparing a vaccine against the wild strain, and a "shigella" strain thus modified.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008521434A (en) * 2004-11-30 2008-06-26 エーラス グローバル ティービー ワクチン ファウンデーション Bacterial packaging strains useful for the production and production of recombinant double-stranded RNA nucleocapsids (rdsRNs) and their use
JP2008523812A (en) * 2004-12-17 2008-07-10 ベス イスラエル デアコネス メディカル センター Compositions for bacteria-mediated gene silencing and methods of use thereof

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Publication number Publication date
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