JP2000502889A - cp45HPIV―3株に基づいた弱毒化した生ワクチンおよびそのようなワクチンにおける弱毒化を確実にするための方法 - Google Patents
cp45HPIV―3株に基づいた弱毒化した生ワクチンおよびそのようなワクチンにおける弱毒化を確実にするための方法Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、cp45の2つの弱毒化傷害の相関に基づく。特に、cp45の弱毒化の有意なレベルは、温度感受性および寒冷適応した表現型に夜結果であるが、45のL遺伝子の変異に関連している。cp45株中の赤血球凝集素−ノイラミニダーゼ(HN)をコードする遺伝子における第2変異はまた、他の弱毒化変異であると認められた。特異的遺伝子に対するcp45のこれら2つの弱毒化傷害の相関によりいくつかの実際の応用が可能である。現在、他の野生型HPIV−3ウイルスおよび野生型HPIV−3ウイルス以外の他のウイルスに対する弱毒化ワクチンの製造は、標的ウイルスゲノムにcp45の変異Lおよび/またはHN遺伝子を組み入れること、または別法としてcp45における他のウイルスからの表面抗原を発現することにより可能である。
Description
【発明の詳細な説明】
cp45 HPIV−3株に基づいた弱毒化した生ワクチンおよびそのようなワ
クチンにおける弱毒化を確実にするための方法
本発明を支持する研究助成が、部分的には、米国の保健および人類公共事業部
門によって提供される。米国政府は本発明中で一定の権利を有するであろう。
発明の背景
本発明はエンベロープ化した、ネガティブセンスの、一本鎖ウイルスにおよび
生弱毒化ワクチンなどのウイルスの使用に関する。特に、本発明はパラインフル
エンザウイルス、呼吸器合胞体ウイルス、はしかウイルスおよびインフルエンザ
ウイルスなどに関する。本発明はまた、投与前の弱毒化を確実にするようなワク
チンのスクリーニング方法および投与後に弱毒化した株の安定性を確認するよう
なワクチンののスクリーニング方法に関する。
多数のウイルスがヒトおよび動物において重篤な感染を引き起こす。例えば、
呼吸器合胞体ウイルス(RSV)およびパラインフルエンザウイルスは新生児お
よび乳幼児における重篤な上部および/または下部気管疾患を引き起こす2つで
ある。他のウイルス、例えば、インフルエンザウイルス、はしかウイルスおよび
ヒト免疫不全ウイルスなどはまた、重要な意味を持つ。
多様なワクチンは何年もかかって動物およびヒトにおいてウイルス感染を妨害
するように開発された。ワクチンの2つの主要なタイプが使用される:殺された
ウイルスおよび弱毒化された生ウイルスである。殺されたウイルスは典型的には
化学または物理的処置によって不活性化されるが、弱毒化生ワクチンよりも免疫
応答持続を剌激することにおいて一般的にそれほど有効でない。弱毒化生ウイル
スは、典型的には一層有効である。が、体内にて病原性状態に戻るかもしれない
。殺されたワクチンまたは生ワクチンを開発するのにかかる時間とコストは重要
である。
生の、弱毒化したワクチンは感染した動物から単離された子孫ウイルスから直
接得ることができる。例えば、米国特許第3,927,209号ストラウブ(Stra
ub)はウシ気管からのウイルス株として単離されたパラインフルエンザ3型ワク
チンを開示している。生弱毒化ワクチンはまた、該ウイルスが元々の病原性を失
うまで、適当な培養を通して野生型株を繰り返しコールドパッセージ(cold pas
saging)して得ることができる。例えば、cp45はHPIV−3の寒冷適応し
た野生型ウイルス(JS株)であり、低温度での45倍で得られる(ベルシェ(
Belshe)およびヒッソム(Hissom)、1982)。温度感受性cp45株は現在
ヒトにおける候補ワクチンとしての使用のための査定である(カロン(Karron)
ら、1995;ホール(Hall)ら、1993;ベルシェら、1992;クレメン
ツ(Clements)ら1991;クルックシャンクスーニューマン(Crookshanks−N
ewman)およびベルシェ1986)。子供における最近の査定はcp45株が非
常に浴弱毒化されており免疫応答を剌激することにおいて有効であることを明ら
かにした(カロンら、1995;ベルシェら1992)。
特定のワクチン株における弱毒化は該株の3つの表現型に関して一般的に査定
されている:寒冷適応、温度感受性および組織培養物中でのプラークの大きさま
たは収率。寒冷適応はウイルスが20℃で増殖する能力に関し、温度感受性はそ
のような増殖が40℃周辺で抑制されるかどうかに関する。プラーク力価はウイ
ルス増殖の範囲を定量的に査定するためのアッセイであり、一般的に寒冷適応お
よび/または温度感受性表現型の範囲を査定するのに使用される。ワクチンが弱
毒化されているか否かを決定するための他の方法は霊長類に対してワクチン投与
することに関する。例えば、新規のポリオワクチンは典型的にFDAによって売
買を許可される以前にサルに投与されている。
続く必要性は新規のワクチンを開発するために存在している。コールドパッセ
ージによる生弱毒化ワクチンを開発する先行技術の方法はしばしば有効ではない
が、その継代に関して予測可能ではなく、ついで単一のウイルスに対する応用に
必要的に限られる。ウイルスが十分に弱毒化されるか否かを決定するための別法
の必要性が存在する。寒冷適応および温度感受性表現型は決定的でない。動物を
試験するためのワクチンの投与は同様に決定的でなく、有効でない。
発明の要約
それゆえ、本発明の目的はヒトおよび動物のウイルス多様性に対する使用に適
切であるワクチンの開発および特に、ヒトパラインフルエンザウイルス1型、2
型または3型およびRSVなどのウイルスに対する使用に適当なワクチンの開発
に関する。同様に、ウイルス株が弱毒化されるか否かを決定する一層有効な再生
可能な方法を提供することが目的である。
それゆえ、端的には、本発明はエンベロープ化された、ネガティブセンスの、
一本鎖RNAハイブリッドウイルスさらには製薬学的に許容し得る担体と組み合
わせてハイブリッドウイルスを含む、弱毒化したヒトおよび/または動物ワクチ
ンに関する。ハイブリッドウイルスを含むワクチンは標的ウイルスの多様性に対
して直接働くことができ、このウイルスには、ヒトパラインフルエンザ3型(H
PIV−3)ウイルスおよびHPIV−3以外のウイルスが含まれる。
非HPIV−3標的ウイルスに対して指令するワクチンは、生存ウイルスを形
成するのに必要な任意の他の遺伝子と組み合わせて発現に作動可能に結合した遺
伝子を含むキメラウイルスゲノムを有する:(i)標的遺伝子の1またはそれ以
上の表面抗原をコードする核酸配列および(ii)変異ラージタンパク質をコード
する核酸配列。標的ウイルスはcp45の表面抗原と抗原的に異なる表面抗原ま
たはタンパク質を有する。変異Lタンパク質は、野生型HPIV−3(JS)L
タンパク質のアミノ酸配列と少なくとも約90%配列同一性を有するアミノ酸配
列を有するHPIV−3L−タンパク質である。さらに、該変異Lタンパク質は
、野生型HPIV−3Lタンパク質に比較して少なくとも1つのアミノ酸変異を
有し、、ついで約39℃の温度で標的ウイルスに通常関連したポリメラーゼ活性
より少ないポリメラーゼ活性を有する。
直前に記載したハイブリッドウイルスのゲノムは、発現のため、作動可能に結
合する:(i)cp45の3'リーダー領域の核酸配列;(ii)NP、cp45
のヌクレオカプシドタンパク質をコードする核酸配列;(iii)cp45のリン
タンパク質、P[+C]をコードする核酸配列;(iv)cp45のマトリクスタ
ンパク質Mをコードする核酸配列;(v)HPIV−1、HPIV−2およびR
SVを含む群から選択された標的ウイルスの少なくとも1つの表面抗原をコード
する核酸配列;および(vi)この場合、約39℃で標的ウイルスと通常関連して
いるポリメラーゼ活性より低いRNAポリメラーゼ活性を有する変異ラージタン
パク質Lをコードする核酸配列である。この場合、変異Lタンパク質は、野生型
HPIV−3(JS)Lタンパク質のアミノ酸配列と少なくとも約99.8%の
配列同一性および第942残基のTyrをHisおよび992残基のLeuをPheで置換す
る野生型HPIV−3(JS)Lタンパク質に比較してアミノ酸配列中に少なく
とも2つの置換を有する。
非HPIV−3標的ウイルスに対して、直接働くワクチンにおける使用に適し
た他のハイブリッドウイルスは、発現のため作動可能に結合した遺伝子を含むキ
メラウイルスゲノムを有する。これらの遺伝子には、生存できるウイルスを形成
するのに必要な他の遺伝子と組み合わせて以下をコードする(i)cp45の表
面抗原と抗原的に異なる非HPIV−3標的ウイルスの少なくとも1つの表面抗
原および(ii)cp45HNタンパク質の一部。コードされた部分はノイアミニ
ダーゼ活性を有し、cp45のHNタンパク質の160残基から385残基のア
ミノ酸と同一のアミノ酸配列を含む。本発明はさらに、該標的ウイルスにたいす
る使用に適している生の弱毒化したワクチンに直接かかわる。該ワクチンは、直
前に記したハイブリッドウイルスおよび製薬学的に許容し得る担体を含む。本発
明はさらにハイブリッドウイルスのゲノムを含むゲノムを有するプラスミドベク
ターおよびハイブリッドウイルスを産生するための方法に関する。
本発明はさらにエンベロープ化された、ネガティブセンスの、HPIV−3ウ
イルスに対して働くワクチンにおける適切な使用にかかわる。あるそのようなハ
イブリッドウイルスは、生存可能なウイルスを形成するのに必要他の任意の遺伝
子と組み合わせて発現のために作動可能に結合した遺伝子を含む:(i)野生型
HPIV−3標的ウイルスの3'リーダー領域の核酸配列と同様である核酸配列
または標的ウイルスのマトリクスタンパク質M、標的ウイルスの融合タンパク質
および標的ウイルスの赤血球凝集素ノイラミニダーゼ蛋白質HNよりなる群から
選択された少なくとも1つのタンパク質をコードする核酸配列および(ii)変異
HPIV−3大タンパク質Lをコードする核酸配列。変異Lタンパク質は標的ウ
イルスのLタンパク質に比較してアミノ酸配列中の少なくとも1つの変異を有す
るアミノ酸配列を有し、ついで約39℃の温度で標的ウイルスのLタンパク質に
通常関連したRNAポリメラーゼ活性より少ないRNAポリメラーゼ活性を有す
る。
同様の点において適当な他のハイブリッドウイルスはエンベロープ化された、
ネガティブセンスの、生存可能なウイルスを形成するのに必要である任意の他の
遺伝子と組み合わせて発現のために作動可能に結合した以下の遺伝子を含む一本
鎖RNAハイブリッドウイルスである:(i)野生型HPIV−3標的ウイルス
の3'リーダー領域の核酸配列と同様の核酸配列または標的ウイルスのマトリク
スタンパク質、標的ウイルス融合タンパク質Mおよび標的ウイルスのラージタン
パク質Lよりなる群から選択された少なくとも1つのタンパク質をコードする核
酸配列および(ii)変異赤血球凝集素−ノイラミニダーゼ蛋白質HNをコードす
る核酸配列。該変異タンパク質は、野生型HPIV−3(JS)ウイルスのHN
タンパク質おアミノ酸配列と少なくとも約90%の配列同一性を有するアミノ酸
配列を有し、および標的ウイルスのHNタンパク質に比較してアミノ酸配列にお
いて少なくとも1つの変異を有する。変いHNタンパク質はまたHPIV−3(
JS)ウイルスのHNタンパク質に比較した変異は、JSHNタンパク質の38
4残基の約5アミノ酸でまたは5アミノ酸以内である。変異HNタンパク質は標
的ウイルスのHNタンパク質に通常関連したノイラミニダーゼ活性より少ないノ
イラミニダーゼ活性を有する。
本発明はまた、生存可能なプラスミドを形成するのに必要である他の遺伝子と
組み合わせて発現のために作動可能に結合した前記ハイブリッドウイルスのいず
れかのための遺伝子を有するポジティブまたはネガティブセンスを含む。例えば
、本発明の1つのプラスミドベクターのプラスミドゲノムは、以下を含む:(i
)標的ウイルスの表面抗原をコードする核酸配列および(ii)変異ラージタンパ
ク質Lをコードする核酸配列。標的ウイルス表面抗原は抗原的にcp45の表面
抗
原と異なる。変異Lタンパク質は野生型HPIV−3(JS)Lタンパク質のア
ミノ酸配列において少なくとも1つの変異を有する。変異Lタンパク質は約39
℃お温度で標的ウイルスに通常関連したポリメラーゼ活性より少ないRNAポリ
メラーゼ活性を有する。
さらに本発明は、本発明のプラスミドベクターで宿主細胞をトランスフェクシ
ョンすることに関する。
本発明はまた、エンベロープ化された、ネガティブセンスの、一本鎖RNAウ
イルスを産生するための方法に関する。宿主細胞は、上記ハイブリッドウイルス
(例えば詳細を上記に記載されたようなプラスミドベクターなど)の1つのゲノ
ムを含む本発明のプラスミドベクターでトランスフェクションしている。ついで
、該宿主細胞は野生型HPIV−3、NP、PおよびLタンパク質を発現するプ
ラスミドベクターでコトランスフェクションしている。該トランスフェクション
した細胞をインキュベートしてハイブリッドウイルスを産生する。ついで、該ハ
イブリッドウイルスを製薬学的に許容し得る担体または培地中で単離する。
さらにそのうえ、本発明はHPIV−3またはcp45−ハイブリッドウイル
スを弱毒化されているか否かを決定するための方法に関する。該方法は野生型H
PIV−3のゲノムに比較してウイルスのゲノムにおいて少なくとも1つの変異
をの存在を確認する。該変異はLタンパク質またはHNタンパク質をコードする
ゲノムの領域中に存在する。
本発明はまた、ウイルスが温度感受性表現系を有するか否かを決定するための
方法にも関する。HPIV−3またはcp45ハイブリッドウイルスのサンプル
が得られ、ついで最初のプラークアッセイが行われた。宿主細胞は野生型HPI
V−3Lタンパク質を発現するプラスミドベクターでトランスフェクションし、
ウイルスで感染させる。インキュベーション後、第2プラークアッセイを行い、
最初のプラークアッセイに比較する。
本発明は多様なウイルスに関連して使用されることができる生ワクチンを産生
する新規の機会を提供する。本発明のワクチンが好ましい態様にcp45によっ
て示される弱毒化傷害を生じるcp45を包含するため、本明細書に開示され請
求されているワクチンはヒトまたは動物中における使用の間に弱毒化されること
を期待されている。さらに、本発明はHPIV−3ウイルスおよびcp45ハイ
ブリッドウイルスにおいての温度感受性表現系および弱毒化を決定するための直
接的および有効な方法を提供する。
本発明の他の特徴および目的は当業者および部分的に以後指摘するものに明ら
かであるであろう。
図面の簡単な説明
図1はHPIV−3ウイルスゲノムの模式図であり、そのcDNAセンス配列
を垂直方向に5'(上部)から3'(下部)に示されている。そのゲノム領域は該
リーダー配列およびヌクレオカプシドタンパク質、NP、リンタンパク質、P(
+C)、マトリクスタンパク質、M、融合タンパク質、F、赤血球凝集素−ノイ
ラミニダーゼタンパク質、HNおよびラージタンパク質、Lをコードするゲノウ
の領域に対応して標識される。該ゲノムに関するその位置に対応したリーダー領
域におけるヌクレオチドの変化の位置の数は、個々の遺伝子内でのヌクレオチド
、の位置に関する他の位置の数をいう。
図2Aおよび2Bはcp45および野生型HPIV−3(JS)の間のPタン
パク質遺伝子のmRNAレベルを比較したサザンハイブリダイゼーションまたは
サザンブロット分析の結果を描いた写真である。図2Aは野生型HPIV−3(
レーン1)、cp45(レーン2)およびP遺伝子(レーン3)を含むプラスミ
ドDNAからのPCR増幅の15サイクル後のcDNAを示す。増幅されたDN
Aの大きさは右の矢印によって示されるように、ΦX174/HaeIII-消化DN
Aマーカー(データ示さず)。図2Bはモレキュラー・ダイナミクス・リン光体
イメージャー(Molecular Dynamics Phosphor Imager)を用いたリン光体イメー
ジング分析を用いたスロットブロットハイブリダイゼーション分析の結果を示す
。そのうえに示されるように、左側のレーンはcp45、右側のレーンは野生型
HPIV−3(JS)株である。
図3Aおよび3Bはパルスチェイス実験の結果を示し、それによってウイルス
タンパク質合成の力動学を証明する。野生型HPIV−3(JS)またはcp4
5で感染させた細胞を39.5℃で増殖させ、ついで1時間35S−タンパク質で
パルス図3Aウサギ抗−HPIV−3で免役沈降された細胞溶解物を示し、つい
で野生型JS株(最も左側の5レーン)およびcp45(最も右側の5レーン)
の両方のために各レーン(0、1、2、3および4時間)の下指示された時点で
示す。図3Bは、野生型JS株(最も左側の4レーン)およびcp45(最も右
側の4レーン)の両方のために各レーン(0、1、2、3および4時間)の下で
指示された時点での野生型HPIV−3のHNおよびNPに対するプールされた
モノクローナル抗体で免役沈降された細胞リゼイトを示す。
図4Aおよび4Bは、ELISAによって決定されるように、cp45および
野生型HPIV−3のHNタンパク質(図4A)およびFタンパク質(図4B)
に対するモノクローナル抗体との応答性を示す棒グラフである。結果は抗体の特
定の希釈(1:1800)での3つの異なる実験から平均の吸光度(O.D.)と
して示される。該モノクローナル抗体7.12.3、9.1.6.2、7,14
.2、5.4.8および9.4.3.6はHPIV−3(47885株)の抗原部位
を定義する。モノクローナル抗体170/7、77/5、c/267、c/21
5、b/108、a/640およびa/591をジュディ・ビーラー(Judy Bee
ler)(ワールド・ヘルス・オーガニゼーション・リージェント・バンク(World
Health Organization Reagent Bank)により提供された。
図5Aおよび5Bは、ウサギ抗血清およびモノクローナル抗体によって発現さ
れたHPIV−3タンパク質の免役沈降を示すゲル写真である。HeLa−T4細胞
をHPIV−3L、PまたはNP遺伝子を含むプラスミドでトランスフェクショ
ンした。トランスフェクリョンの約20時間後、該細胞を37℃で1時間[35S
]−メチオニン−[35S]−システインで放射線標識した。細胞溶解物からのH
PIV−3タンパク質をHPIV−3に対するウサギ抗血清またはNPにたいす
るモノクローナル抗体で免役沈降してSDS−PAGEにて分析した。標識され
たタンパク質を、還元剤2−メルカプトエタノールの存在下、SDS−7.5%
(図5A)およびSDS−10%(図5B)上で電気泳動した。図5Aのレーン
は、以下のものに対応する:HPIV−3に対するウサギ抗血清で免役沈降
したベクターDNAトランスフェクション細胞溶解物(レーン1);HPIV−
3に対するウサギ抗血清で免役沈降したP−遺伝子−トランスフェクション細胞
溶解物(レーン2);およびHPIV−3に対するウサギ抗血清で免役沈降した
L−遺伝子−トランスフェクション細胞溶解物(レーン3)。図5Bのレーンは
、以下のものに対応する:HPIV−3に対するウサギ抗血清で免役沈降したベ
クターDNAトランスフェクション細胞溶解物(レーン1);HPIV−3に対
するウサギ抗血清で免役沈降したL−遺伝子−トランスフェクション細胞溶解物
(レーン2);およびHPIV−3に対するウサギ抗血清で免役沈降したNP−
遺伝子−トランスフェクション細胞溶解物(レーン3)。分子量マーカーの位置
は、キロダルトンの左側に示す。
図6AからDは、HPIV−3NPタンパク質(図6A)、Pタンパク質(図
6B)またはLタンパク質(図6C)を一時的に発現する細胞の間接的免疫蛍光
染色を表す写真であり、陰性対照に比較したそれらの増殖を示している(図6D
)。HPIV−3NP、PおよびLタンパク質を発現する細胞およびベクターD
NAでトランスフェクションしたコントロール細胞を固定し、最初に抗HPIV
−3抗体および第2に免疫蛍光でコンジュゲートしたマウス抗ウサギ免疫グロブ
リンG−蛍光イソチオシアネートで反応させる。
図7Aおよび7Bは、32℃でL−132細胞培養物中に培養培地に対して外
在的な細菌ノイラミニダーゼの付加あり、またはなしでのcp45(図7A)お
よびHPIV−3(JS)(図7B)の増殖の特徴づけを示すグラフである。バ
ーは3つの独立した実験の標準誤差を示している。
図8Aから8Dは、外在性ノイラミニダーゼなしの培養物中での増殖後cp4
5(図8A)およびHPIV−3(JS)(図8B)で感染させた細胞および外
在性ノイラミニダーゼの存在下での増殖後、cp45(図8C)およびHPIV
−3(JS)(図8D)で感染させた細胞によって細胞変性効果を示している写
真である。細胞を0.01の感染多重度で感染させ、32℃で36時間、外在性
ノイラミニダーゼあり、またはなしのいずれかでインキュベートする。
図9Aから9Dは、外在性ノイラミニダーゼなしでの増殖後、組織培養細胞中
でcp45(図9A)およびHPIV−3(JS)(図9B)のHN糖タンパク
質および外在性ノイラミニダーゼの存在下での増殖後の組織培養細胞中でのcp
45(図9C)およびHPIV−3(JS)(図9D)の分布を示す免疫蛍光法
に基づいた写真である。
図10Aおよび10Bは、多様なpHでのcp45(図10A)およびHPI
V−3(JS)(図10B)のノイラミニダーゼ活性における多様性を示すグラ
フである。ノイラミニダーゼ活性アッセイを基質としてフェチュイン(中抜き円
)またはノイラミニダーゼ(塗りつぶした円)を用いて行われたノイラミニダー
ゼ活性アッセイである。
図11Aおよび11Bは、2→3結合(図11A)または2→6結合(図11
B)のいずれかを有するノイラミンラクトース基質を用いてアッセイした。
図12Aおよび12Bは、cp45(陰を付した領域)およびHPIV−3(
JS)(影を付していない領域)をアフィニテイー精製したHPIV−3HN糖
タンパク質が、基質としてフェチュイン(図12A)およびノイラミンラクトー
ス(図12B)のいずれかを用いてNH糖タンパク質、2−14−1、13−9
−6−2および170/8に対する3つのモノクローナル抗体でアッセイする。
発明の詳細な説明
本明細書で使用する「HPIV−3」はヒトパラインフルエンザ3型およびす
べてのHPIV−3株を意味し、すべての野生型HPIV−3株およびcp45
などの弱毒化した株を含む。「野生型HPIV−3」は野生型株を意味し、弱毒
化株は含まない。「HPIV−3(JS)」または「JS株」はHPIV−3の
JS株の野生型を意味する(ベルシュ(Belshe)およびヒッソム(Hissom)19
82)。「cp45」なる語は弱毒化した温度感受性で寒冷適応した野生型HP
IV−3(JS)のcp45株でアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクショ
ン(American Type Culture Collection(ATCC)(ロックビル、メリーラン
ド)、受託番号第 号である。本明細書に引用される参考文献の各々は
その全体を参照のために包含する。
本発明は45のウイルスゲノムにおける遺伝的欠損に特異的であるcp45の
弱毒化傷害の2つに相関する。特に、温度感受性および寒冷適応表現型を生じる
cp45の弱毒化の有意なレベルは、野生型JS株において対応する遺伝子であ
る大またはL遺伝子の突然変異と直接関係がある。さらにそのうえ、第2弱毒化
傷害は温度感受性傷害の傾向が独立して存在することを理解する。[HN]遺伝
子の突然変異と直接関連がある。特異的遺伝子のこれらの2つのcp45の弱毒
化傷害の相関はいくつかの実施可能な応用が可能である。現在他の野生型HPI
V−3ウイルスに直接のワクチンを作成したり、そのうえ、遺伝的操作技術を用
いてHPIV−3以外の標的ウイルスに関する。例えば、変異Lおよび/または
cp45のHN遺伝子は、標的ウイルスのウイルスゲノムに組み込まれることが
できる。別法として、表面抗原をコードする標的ウイルスは、cp45のウイル
スゲノムに組み入れられることができる。さらに、HPIV−3株またはハイブ
リッド・ウイルス株の存在下で、本明細書に記載の方法により、弱毒化し、確認
し、その1および/または遺伝子を弱毒化する。
HPIV−3はエンベロープされ、ネガティブセンスで一本鎖のRNAウイル
スである。そのウイルスゲノムは少なくとも6つの構造タンパク質をコードし、
3'末端から引き続いて:[3’−NP−P(+C)−M−F−HN−L−5']
、ここで3'はゲノムの3'リーダー領域をいい、NP、P(+C)、M、F、H
NおよびLはそれぞれヌクレオカプシドタンパク質、リンタンパク質、マトリク
スタンパク質、融合タンパク質、赤血球凝集素−ノイラミニダーゼタンパク質お
よび大タンパク質をいう(スプリッグス(Spriggs)およびコリンズ(Collins)
1986;ストーレイ(Storey)ら1984)。相対的に短く、該領域のそれぞ
れをわける非コーディング介在配列領域は機能的タンパク質をコードする。
ヌクレオカプシドタンパク質であるNPは最も豊富に存在する構造タンパク質
である。該タンパク質はゲノムRNAをカプシド化され、構造の統一およびゲノ
ムの鋳型機能を維持すると信じられている。Lタンパク質はRNA依存RNAポ
リメラーゼとして機能し、Pタンパク質はLの機能を支持する補助調節タンパク
質として機能する。P(+C)遺伝子はまた(C+)リーディングフレームをも
含む。マトリクスタンパク質、融合タンパク質および赤血球凝集素ノイラミニダ
ーゼータンパク質(それぞれM、FおよびHN)は集合的にヌクレオカプシドの
コアを包む液体エンベロープを作成する。Mは該エンベロープの内部構造を形成
し、MおよびHNは表面糖タンパク質である。赤血球凝集素またはH部位のHN
タンパク質はHPIV−3によって宿主細胞に接着または透過することに責任を
負っており、一方でそのノイラミニダーゼまたはHNタンパク質のNタンパク質
が複製後宿主細胞から子孫ウイルスの放出に責任を負っている。
感染した細胞の細胞質中でのHPIV−3などのパラミグゾウイルスの複製の
間、ヌクレオカプシドタンパク質(RNA−NP)はウイルスRNAポリメラー
ゼ、Lの全力によって転写の鋳型として機能する。LおよびPタンパク質は、両
者ともにRNA−NPコアに関連し、予備転写の間、L−P−複合体はウイルス
タンパク質をコードする個々のmRNAにゲノムRNAを転写させるはずである
。さらに、感染細胞中での複製の間、NPはPとともに可溶性複合体を形成する
。
本複合体は第1次転写からウイルスRNAの複製へとスイッチするためのヌクレ
オカプシド複合体を転写させることと相互作用があると考えられている。
野生型HPIV−3(JS)ゲノムおよび温度感受性cp45ゲノムの完全な
核酸配列は公知であり、比較されている(ストークス(Stokes)ら、ガリンスキ
(Galinski)ら、1988:ガリンスキら1986;ガリンスキら1986';
スプリッグス(Spriggs)およびコリンズ1986;スプリッグスおよびコリン
ズ1986';ストーレイ(Storey)ら、1984)。野生型HPIV−3(J
S)ゲノムとcp45ゲノムの間に存在する少なくとも18ヌクレオチドの差異
が図1に示されるように存在する。しかしながら、これらの18ヌクレオチドの
変化のうちの9つが弱毒化されていない株において見いだされるか、またはコー
ドするタンパク質におけるアミノ酸変化を結果としない。残りの変化のうちの2
つは非コーディング3'リーダー領域において存在するが、調節に重要であるよ
うである。従って、cp45ゲノムと野生型ゲノムとの間の少なくとも残りの7
つのヌクレオチド差異は4つの変異タンパク質におけるアミノ酸配列の変化とい
う結果となる:M、F、HNおよびLo対応する野生型JSタンパク質に比較し
た変異型cp45タンパク質のアミノ酸配列における変化は、以下を含む:M遺
伝子において、199残基でプロリン(Pro)をトレオニン(Thr)で置換する;
F遺伝子において、420残基でイソロイシン(Ile)をバリン(Val)で置換し
、450残基でアラニン(Ala)をトレオニン(Thr)で置換する;HN遺伝子に
おいて、384残基でバリンをアラニンで置換する;L遺伝子において、942
残基でチロシン(Tyr)をヒスチジン(His)で置換し、992残基でロイシン(
Leu)をフェニルアラニン(Phe)で置換し、および1558残基でトレオニン(
Thr)をイソロイシン(Ile)で置換する。
Lタンパク質をコードする野生型HPIV−3(JS)の領域における変異は
現在cp45株の温度感受性表現型に直接相関すると理解されている。すなわち
、HPIV−3(JS)のcp45株の温度感受性表現型が、野生型JS株の対
応する遺伝子に比較下cp45のラージまたはL遺伝子における変異によって引
き起こされる。L遺伝子はHPIV−3ウイルスのRNA依存RNAポリメラー
ゼをコードする。本明細書で変異Lタンパク質という変異L遺伝子の遺伝子産物
は、いっそう高い、非寛容的温度で野生型JS株のものと比較して、低減したポ
リメラーゼ活性を有する。そのような低減したポリメラーゼ活性はウイルスRN
Aの低減した転写およびウイルスタンパク質の低減した合成となる。転写活性に
おける幾分かの低減は、約37℃で観察され始め、ついで顕著な低減は約38℃
またはそれ以上の温度で起こる。従って、cp45の非寛容な温度は約37℃よ
り非常に高い温度であるとみなされ、一般に約37℃から約40℃の範囲である
。理論に縛られることなく、さらに高い温度およびpHは、そのように高温は変
異RNA依存RNAポリメラーゼのコンフォメーションの変化を引き起こすため
ある細胞のコンパートメントにおいて発達されると信じられている。特に、それ
ぞれ942残基および992残基でのLタンパク質中のHisおよびPhe置換は、温
度感受性表現型の存在に重大に貢献していると信じられている。ヒスチジン−フ
ェニルアラニン相互作用はpH依存性であり、細胞内のpHの変化は温度によっ
て影響を及ぼされる。一層高い非寛容な温度およびpHにおける対応する変化へ
の移行は、RNA依存RNAポリメラーゼ(Lタンパク質)におけるコンフォメ
ー
ションの変化を引き起こすヒスチジン−フェニルアラニン相互作用という結果と
なる。今度はそのようなコンフォメーション上の変化は、低減されたポリメラー
ゼ活性および対応する転写および複製における低減となる。ポリメラーゼ活性に
おいて観察された低減がより低い寛容な温度で観察されないので、変異Lタンパ
ク質を有するウイルスは弱毒化され、特徴的な温度感受性表現型を示し、それに
よってワクチンとしての使用に適切になる。野生型RNA依存RNAポリメラー
ゼはそのような温度感受性のコンフォメーション上の変化を経験しないでいるか
もしれない。
cp45株の温度依存性複製ははっきりとcp45ワクチンにおいて観察され
た弱毒化に貢献している。表1に示すように、温度感受性cp45株の複製は野
生型(“WT”)JS株(実施例1)の複製に比較して約106の因子によって
低減させられている。cp45は一層高い温度で24時間後、39.5℃から3
2℃までインキュベーション温度を移動させ、ついで特徴的である温度感受性表
現型を示した。cp45のウイルス株の貧弱な転写活性は39.5℃で顕著に低
減されたMRNA合成となり、ついでその結果、タンパク質合成およびウイルス
増殖を有意に影響する(実施例1)。
表1 温度シフト実験におけるcp45および親野生型(WT)ウイルスの収
率の比較
aL−132細胞、同様の感染多重度で感染したウイルスの収率を、インキュ
ベーション48時間後に示した。
b温度シフト
cp45RNA依存RNAポリメラーゼ(Lタンパク質)の温度依存活性およ
び非寛容温度(約40℃)でのcp45の低減した転写はLタンパク質をコード
するウイルスゲノムの領域で変異に関連づけた。cp45で感染した細胞は単独
では有意には複製しないし、細胞は複製の有意なレベルを示す(実施例4および
実施例5)。表2は、L−132上での補体プラークアッセイの複製収率をレポ
ートしている。端的には、CV−1細胞をSV40大T抗原をコードするプラス
ミドDNA(pRSV−T)および組換えプラスミドDNAs(L、Pおよび/
またはNP)で同時トランスフェクションされた。CV−1細胞はついでcp4
5ウイルスでトランスフェクションの20時間後に感染させ、ついで39.5℃
で28時間インキュベートした。表2に示すように、温度感受性cp45株が補
体アッセイにおいて、非変異野生型Lタンパク質によって補足されている場合、
複製レベルは、プラークアッセイ法によって測定されるように、補足されていな
いcp45に比較して100より多くの因子によって増加される。対照的に、野
生型Pタンパク質または野生型NPタンパク質で補足されているcp45株は複
製に全く影響を及ぼさない。cp45と同時トランスフェクションした細胞およ
び野生型L、Pタンパク質または野生型L、PおよびNPタンパク質と同時トラ
ンスフェクションした細胞はcp45で同時トランスフェクションした細胞およ
び野生型Lタンパク質単独で同時トランスフェクションした細胞を越えて収率が
同様に増加することを示し、それによりLタンパク質の中心的役割を示している
。表2
非寛容の温度(39.5℃)でのcp45ウイルスの回収のための補体ア
ッセイ
重要なことに、cp45子孫ウイルスは野生型Lタンパク質が非肝要な温度で
のcp45株を補足するために使用される同時トランスフェクションした細胞か
ら産生され、親cp45株の温度感受性表現型を保有した(実施例6)。さらに
、cp45のLタンパク質補体は異種型的に排他的である(実施例6)。従って
、一層高温の非寛容温度でのcp45複製の回収は変異Lタンパク質(RNA依
存RNAポリメラーゼ)がcp45の温度感受性表現型に責任を負っている。他
の弱毒化領域もcp45の弱毒化に貢献しているが、変異タンパク質の貢献が特
別に有意である。
cp45株の第2弱毒化傷害は、野生型HPIV−3(JS)株において対応
する遺伝子に比較して、cp45の赤血球凝集素ノイラミニダーゼ遺伝子または
[HN]遺伝子における変異に結合する。HN遺伝子は赤血球凝集素活性および
ノイラミニダーゼ活性の両方を有するタンパク質をコードする。本明細書で変異
体HNタンパク質という変異HN遺伝子変異体の遺伝子産物は、野生型(JS)
株のHNタンパク質に比較している。低減したノラミニダーゼはアミノ酸置換に
貢献するコンフォメーション変化のために、宿主細胞からの程度を減少させるよ
うにしている。
いくつかの実験は、低減したノイラミニダーゼは変異HNタンパク質と直接関
連するものである(実施例7)。図7Aに示すように、cp45ウイルス力価は
外在性ノイラミニダーゼを欠如した培養培地中での約50時間のインキュベーシ
ョン後に測定し、それは外在性ノイラミニダーゼの培養培地を含む培養培地中で
のインキュベートの後で測定した(図7B)。
さらに、低い感染多重度でcp45で感染させたおよび特徴的な高い巨大細胞
または多核形成とで、限局した細胞融合を示した32℃で増殖した(図8A;実
施例8)。矛盾せずに、cp45で33℃で感染したL−132細胞において発
現された変異体HNタンパク質の分布は限局された領域に制限されている。(図
9A;実施例9)。しかしながら、2つの直前に記載した実験の各々に類似して
いる実験での培養培地に外在性ノイラミニダーゼを加えると、限局した細胞融合
の程度(図8C)と制限および限局された変異HNタンパク質(図9C)の分布
の程度の両方で劇的に減少する。外在性ノイラミニダーゼの存在下でインキュベ
ートしたcp45感染細胞において見られる細胞変性効果はJS感染細胞におい
て見られる効果と類似であり、外在性が欠如している(図8B)か、外在性ノイ
ラミニダーゼの存在下(図8D)でインキュベートされるか否かにかかわりなく
有意差がほとんどない細胞融合が見られる。野生型JSHN糖タンパク質の均一
か類似の分布は、外在性が欠如している(図8B)か、外在性ノイラミニダーゼ
の存在下(図9B)でインキュベートされるかどうかにかかわりなく観察される
。培養培地中の細菌性ノイラミニダーゼの添加後の融合促進活性の不在は、cp
45の融合がそのノイラミニダーゼ活性と関連があることを示している。培地中
の変異HNタンパク質の限局された分布および極度に限局された細胞融合は、感
染細胞からのウイルス子孫の放出が野生型JS株で感染した細胞に比較して減少
し、ウイルスの多細胞複製は変異cp45HNタンパク質によって抑制されるこ
とを示す。
ノイラミニダーゼ活性試験は、野生型JS株のHNタンパク質に比較したcp
45変異HNタンパク質においてコンフォメーション変化を示唆する。表3を参
照すると、JS株に比較したcp45株のノイラミニダーゼ活性における減少は
、非寛容(39.5℃)と寛容(32℃)温度の両方にて示されている。一層高
くでは、非寛容温度で、フェチュインまたはノイラミンラクトースがアッセイ基
質として使用されるか否かにかかわらずJS株のノイラミンラクトースから異な
るものを有する。低いところでは、しかしながら2つの株のためのノイラミニダ
ーゼ活性における差異は、基質としてのフェチュインを用いたアッセイにおいて
のみ観察された。寛容温度ではcp45とJS株の活性の間に該アッセイが相対
的に小さなノイラミノラクトース基質を使用する場合は、cp45およびJS株
の活性の間で寛容な温度では、全く差異は見られなかった。観察された基質依存
性は、cp45のHNタンパク質の、ノイラミニダーゼ活性付与部位の三次構造
がJS株の構造と異なっているようであることを示唆している。
表3 cp45と親野生株(WT)ウイルスのノイラミニダーゼ活性の比較 aHA=赤血球凝集素活性
b結果は549nmでの吸光度として示されている。
控訴的特性におけるさらなる差異は、さらなるノイラミニダーゼ研究で観察さ
れた。cp45およびJS株におけるノイラミニダーゼ活性のpH最適条件フェ
チュインまたはノイラミンラクトースのいずれかでノイラミニダーゼ活性アッセ
イを用いることによって比較された(実施例10)。図10Aおよび10Bにお
いてのデータを比較することによって見られるように、ノイラミニダーゼ活性が
小さな基質でアッセイする場合、cp45およびJS株のための最適化pHは同
様であり、約5.5であった。しかしながら、より大きな基質であるフェチュイ
ンでアッセイした場合、cp45のための最適pHは約4.9であり、JS株の
最適化pHは約6.3であった。理論に縛られることなく、cp45のノイラミ
ニダーゼアッセイのための野生型HPIV−3(JS)の活性に比較して、低い
pH最適化はcp45の最適pHより野生型JS株の最適化pHに密接している
pHを有する気道の領域においてイン・ビボHPIV−3感染が開始されるとこ
ろのcp45の弱毒化傷害である変異HNタンパク質と一致する。酵素力学的研
究において、cp45およびJS株のノイラミニダーゼ活性は2→3または2→
6結合(実施例10)のいずれかを有するノイラミンラクトース基質お有するア
ッセイを用いて決定された。力学的研究がpH5.5でおこなわれ、ノイラミン
ラクトースのための最適条件であることが示された。cp45およびJS株の活
性における変化の割合の比較は両方の株が同様に2→3結合を好む(図11A)
ための活性を有する一方、cp45はJS株よりも2→6結合を非常に好む(図
1
1B)ことを示している。さらに、cp45は2→6結合よりも2→3結合を非
常に好む(図11Aおよび図11Bを比較)。
理論に縛られることなく、ノイラミニダーゼ活性アッセイに関する実験の結果
は、cp45のHNタンパク質がHPIV−3(JS)の三次構造に比較して変
わった三次構造を有することおよび変異HNタンパク質の活性が温度、pH、基
質および/または結合依存性であることが累積的に示唆される。ノイラミニダー
ゼ活性における減少は感染した細胞表面からの子孫ウイルス粒子の放出を制限す
る。しかしながら約5から約10の間の範囲にわたる因子による活性における減
少は、変異HNタンパク質が変異体Lタンパク質に比較してあまり重要ではない
傷害に貢献していることを示唆している。さらに、野生型株の3'リーダー領域
に比較して、cp45の3'リーダー領域におけるヌクレオチド変化は寒冷適応
、温度感受性および/またはcp45の弱毒化特性に影響される。
cp45の転写活性およびノイラミニダーゼ活性が野生型HPIV−3に比較
して減少しているか他の生物学的特性は有意に変化しない。初期の研究はエンベ
ロープ糖タンパク質の抗原部位はモノクローナル抗体のパネルの反応性によって
定義されるが、野生型株に比較してcp45において影響されないままであるこ
とを示している。しかしながら、cp45の表面抗原の幾分の調節は、cp45
およびHPIV−3(JS)のノイラミニダーゼ活性部位の関連性を野生型HP
IV−3のノイラミニダーゼ活性を抑制すると知られている抗体および抗血清を
用いて比較されるさらなる研究において示されている。cp45およびHPIV
−3(JS)ノイラミニダーゼ活性の抑制を、3つのモノクローナ抗体(2−1
4−1、13−9−6−2および170/8)および精製HNに対するアフィニ
ティーのウサギ抗血清にモノ特異的である(実施例11)。フェチュインをノイ
ラミニダーゼ活性の抑制を決定するための基質として使用する場合、cp45と
HPIV−3(JS)の間の有意な差異は見られなかった(図12A)。相対的
に小さなノイラミンラクトース基質を使用する場合、しかしながら、cp45株
のノイラミニダーゼ活性は、JS株の活性よりも抑制されておらず、モノクロー
ナル抗体12−9−6−2および170/8によってのほうが抑制されやすい(
図
12B)。2つの株の中のノイラミニダーゼ活性の阻害の程度はモノクローナル
抗体2−14−1およびモノ特異的ウサギ血清(図12B)である。理論に縛ら
れることなく、CP45HNタンパク質の酵素部位のアミノ酸配列における変異
はモノクローナル抗体12−9−6−2および170/8によって認識される抗
原部位に小さな変化を引き起こすようであるが、他の抗原部位に顕著な影響を及
ぼさず、例えば、2−14−1抗体によって認識される抗原部位を含む。それに
もかかわらず、コンフォメーション上のエピトープにおける小さな変化にもかか
わらず変異HNタンパク質はHPIV−3に特異的な免疫応答を引き出す能力を
保有する。同様に、HNおよびF糖タンパク質の細胞表面への輸送およびHNタ
ンパク質の赤血球凝集素によって決定されるのだが、これらは野生型JS株に比
較して実質的には異ならない(実施例3)。さらに、限られたウイルス形態形成
は非寛容温度で観察された。
cp45のL遺伝子およびHN遺伝子の変異体と関連した傷害の弱毒化は他の
野生型HPIV−3ウイルスに対するワクチンを創造し、さらに、HPIV−3
の他の別の標的ウイルスに有効である。一般的に、標的ウイルスは1またはそれ
以上の表面抗原を有するエンベロープタンパク質である。本明細書で使用する「
表面抗原」とは、イン・ビボにおける免疫応答を産生することができるタンパク
質またはその一部をいい、ついで一般的に表面タンパク質を含み、表面糖タンパ
ク質および/または宿主細胞にウイルスが接着することに責任を負っている他の
残基、そしてそれは、ウイルスが感染を確立する宿主細胞に透過することができ
るようにし、および/または感染した宿主細胞からの子孫ウイルスの放出を容易
にする。多様なウイルスまたはウイルス株の表面抗原はイン・ビボでの免疫応答
を産生するような異なる抗原部位であるならば、互いに「異なっている」とみな
される。本発明の目的のため、差異は、表面抗原が異なる抗体によって、選択的
にスクリーニングされるかまたは選択的に抑制されることを示すイン・ビトロア
ッセイを用いて証明されることができる。標的ウイルスは一般的に野生が部であ
り、または生の弱毒化したワクチンを使用することが望まれる変異体ウイルスを
も含むことができる。
好ましい標的ウイルスは、ヒトパラインフルエンザウイルス1型(HPIV−
1)、ヒトパラインフルエンザウイルス2型(HPIV−2)、呼吸器合胞性ウ
イルス(RSV)、ヒトインフルエンザウイルスA型、ヒトインフルエンザウイ
ルスB型、耳下腺炎および麻疹ウイルスなどの関連した、エンベロープ化した、
ネガティブセンスの、一本鎖RNAウイルスを含む。HPIV−1、HPIV−
2、RSVインフルエンザおよび麻疹などの標的ウイルスは各々、宿主細胞に接
着し、宿主細胞に透過するウイルスに関連した表面タンパク質を有し、HPIV
−3のFおよびHNタンパク質に機能的に類似であると考えられることができる
。これらのウイルスの各々の表面タンパク質をコードする核酸配列が知られてい
る。HPIV−1およびHPIV−2はHPIV−3同様、各々2つの表面糖タ
ンパク質HNおよびFを有し、それぞれは機能的にHPIV−3のHNおよびF
タンパク質に類似である。1型および2型パラインフルエンザウイルスの両方に
関して、HNタンパク質およびFタンパク質のH部位は接着および透過にそれぞ
れ関連し、他方、HNタンパク質は子孫ウイルスの放出に責任を負う。HPIV
−1に関するF遺伝子およびHN遺伝子の核酸配列は以前に決定されていた(マ
ーソン(Merson)ら;マツオカ(Matsuoka)ら 1990)。HPIV−2のF
遺伝子およびHN遺伝子の核酸配列は、同様に決定される(フ(Hu)ら、19
90;プレシャス(Precious)ら、1990;カワノ(Kawano)ら、1990'
;カワノら、1990)。RSV−AおよびRSV−B各々は2つの糖タンパク
質、FおよびGを有する。Gタンパク質はHPIV−3のHNタンパク質の赤血
球凝集素活性に機能的に類似である;該タンパク質は宿主細胞上の接着に関する
活性を有する。Fは宿主細胞へのヌクレオカプシドの透過に関する。RSV−A
のF遺伝子およびG遺伝子の核酸配列が決定される(ロペス(Lopez)ら199
8;マーチン−ギャラルド(Martin-Gallardo)ら1991;アンダーソン(And
erson)ら1992;マーチン−ギャラルドら1993;コリンズら1993)
。RSV−BのF遺伝子およびG遺伝子の核酸配列はまた、以前に決定している
(ベイバット(Baybutt)およびプリングル(Pringle)1987;サレンダー(
Sullender)ら1990;サレンダーら1991)。これらの配列またはその
一部はまた拡張的に比較されてきた(ジョンソン(Johnson)およびコリンズ1
988;ジョンソンおよびコリンズ1988')。インフルエンザA型およびB
型はまた2つの表面糖タンパク質:HおよびNを有する。Hタンパク質は宿主細
胞への接着および透過に関する活性を有する。Nタンパク質は感染した宿主から
の子孫ウイルスの放出に関する。インフルエンザウイルスの抗原部位は典型的に
は毎年ごと位に変化するが、現在の株のサンプルは(米国センター・フォー・イ
ンフェクシャス・ディジーズ・コントロール(U.S.Center for InfectiousDis
ease Control))から容易に利用でき、現在の表面糖タンパク質を定義する核酸
配列はそれらから決定される。麻疹ウイルスまた2つ表面糖タンパク質:HNお
よびFを有する。HPIV−3同様に、HNタンパク質およびFタンパク質のH
部位はそれぞれ接着および透過に関連し、一方、タンパク質のn部位は始祖ウイ
ルスの放出に責任を負っている。ウシRSVウイルスはヒトRSV株に機能的に
類似である2つの表面タンパク質を有する。ウシRSVGおよびF糖タンパク質
の核酸配列を決定している(ラーチ(Lerch)ら1990;ウォルラベンズ(Wal
ravens)ら1990。)分子的および機能的に類似の表面タンパク質のためHP
IV−3に関するウイルスが好ましく、本発明の標的ウイルスはまた他のエンベ
ロープ化したウイルス、例えば他のパラミグゾウイルスィズ、他のオリトミグゾ
ウイルスィズ、レトロウイルス(例えば、ヒト免疫不全ウイルス、HIVは接着
機能(HIV−GP120)および透過機能(HIV−GP41)を有する)、
アリーナウイルス、コロナウイルス、ブニヤウイルス、ラブドウイルス、トガウ
イルス、ヘルペスウイルス、ポックスウイルスおよびヘパドナウイルスを含む。
好ましい標的ウイルスは細胞質において産生するエンベロープウイルスを含む。
本発明の標的ウイルスはヒトに特異的であり、動物に特異的または動物およびヒ
トの両方に共通するであろう。ウシRSVおよび家畜HPIV−3(輸送熱ウイ
ルス)は本発明の範囲内に含まれる典型的な動物ウイルスである。
HPIV−3ウイルスでは好ましくはエンベロープ化した、ネガティブセンス
の、一本鎖RNAウイルスであるハイブリッドウイルスを創造するために、遺伝
的操作技術を用いることによって創造することができる。そのようなハイブリッ
ドウイルスは創造されることができ、概して、Lを有する標的ウイルスのゲノム
中の野生型Lおよび/またはHN遺伝子を置換することによって一般的に創造さ
れることができる。そのLまたはHN遺伝子は変異体Lおよび/またはHNタン
パク質をコードし、低減したポリメラーゼおよび/またはノイラミニダーゼ活性
をそれぞれ有する。ついでハイブリッドウイルスは弱毒化ワクチンを形成するた
めに製薬学的に許容し得る担体と組み合わせられる。
HPIV−3標的ウイルスに対するワクチンにおいての使用に適しているハイ
ブリッドウイルスは、HPIV−3標的ウイルスの3'リーダー領域または以下
のタンパク質の1またはそれ以上をコードする核酸配列と同様の核酸配列を含む
:野生型HPIV−3標的ウイルスのヌクレオカプシドタンパク質[NP]、リ
ンタンパク質[P(+C)]、マトリクスタンパク質[M]および/または融合
タンパク質[F]。ウイルスゲノムはさらにHNおよびL遺伝子を含む。ウイル
スゲノムのHN遺伝子は標的ウイルスの野生型HNタンパク質かまたは約39℃
の温度での標的ウイルスのHNタンパク質に関連するノイラミニダーゼ活性より
少ないノイラミニダーゼ活性を有する標的ウイルスまたは変異HNタンパク質を
コードする。同様に、ウイルスゲノムのL遺伝子は標的ウイルスの野生型Lタン
パク質かまたは約39℃の温度で標的ウイルスのLタンパク質に関連するRNA
ポリメラーゼ活性を有する変異Lタンパク質をコードする。いずれの場合も、H
N遺伝子またはハイブリッドウイルスのL遺伝子のいずれかは変異タンパク質、
例えば野生型HPIV−3ウイルスに比較して少なくとも1つの弱毒化傷害(変
異HNまたは変異体Lタンパク質のいずれかに基づく)を有する。
一態様において、ハイブリッドウイルスのゲノムは変異体Lタンパク質をコー
ドする核酸配列および変異体HNタンパク質をコードする核酸配列を含む。その
ようなハイブリッドウイルスはcp45同様に、少なくとも2つの弱毒化傷害を
有する。さらにハイブリッドウイルスの3'リーダー領域は、野生型HPIV−
3標的ウイルスの3'リーダー領域に比較して少なくとも1つの核酸変異を有す
る変異3'リーダー領域であってよい。cp45 3'リーダー領域は好ましい変
異体3'リーダー領域である。同様に、ハイブリッドウイルスのゲノムは、個々
の野生型タンパク質に比較して、1つのアミノ酸変異を有する変異NP、P(+
C)、MまたはFタンパク質をコードする核酸配列を含むことができる。cp4
5、NP、P(+C)、MおよびFタンパク質は好ましい変異体タンパク質であ
る。
かわりに、わずかに少なく弱毒化したハイブリッドウイルスは変異Lタンパク
質をコードする核酸配列および野生型HNタンパク質をコードする核酸入れうを
含むゲノムを有する。このハイブリッドウイルスの3'リーダー領域は野生型ま
たは変異体3'リーダー領域であってよく、およびウイルスゲノムはまた野生型
かまたは変異体NP、P(+C)MおよびFタンパク質をコードする核酸配列を
含むことができる。模範的なハイブリッドウイルスは、cp45のHN遺伝子が
野生型HPIV−3(JS)で置換されている修飾したcp45ウイルスである
。特別に、そのように修飾したcp45ハイブリッドウイルスは、その3'末端
から続いて(i)3'リーダー領域の核酸配列と同様である核酸配列、(ii)c
p45のヌクレオカプシドタンパク質[NP]をコードする核酸配列、(iii)
cp45のリンタンパク質[P(+C)]をコードする核酸配列、(iv)cp4
5のマトリクスタンパク質[M]、(v)cp45または標的ウイルスの融合タ
ンパク質[F]をコードする核酸配列、(vi)標的ウイルスの赤血球凝集素−ノ
イラミニダーゼタンパク質[HN]および(vii)cp45のLタンパク質をコ
ードする核酸配列。例えば、上記の修飾したcp45ウイルス(野生型(JS)
HNタンパク質およびcp45Lタンパク質を有する)は野生型JS株に比較し
てcp45よりも少なく弱毒化されている。これらのワクチンは例えば、cp4
5での臨床上の試行は、複製のわずかに高いレベルおよび一層高い免疫応答を結
果する事が望ましいことを示している。
HPIV−3の他のウイルスを目的としているワクチンはまた創造されている
。例えば、標的ウイルスの1またはそれ以上の表面糖タンパク質または表面抗原
(典型的には接着、透過、ウイルスおよびウイルスの子孫の放出に責任を負うタ
ンパク質)が組み合わせられ、遺伝子操作を介して、複製および内部構造に責任
のあるタンパク質を責任を負うタンパク質をコードするcp45ウイルスゲノム
の領
域が存在する。得られたハイブリッドウイルスはcp45ウイルスゲノムおよび
標的ウイルスのウイルス特異的抗原的特性によって貢献される温度感受性弱毒化
特性を有するであろう。そのように、ハイブリッドウイルスは安全および免疫原
製の予測可能なレベルを有し、ヒトにおいてワクチンとして使用するために適当
である。
非HPIV−3標的ウイルスと組み合わせて環境改変したウイルスはエンベロ
ープ化した、ネガティブセンスの、一本鎖RNAハイブリッドウイルスがを含み
、RNAハイブリッドウイルスと適当な製薬学的に許容し得る担体を含む。ハイ
ブリッドウイルスは、少なくとも1つの標的ウイルスの表面抗原。コードした表
面抗原は抗原的にcp45などのHPIV−3ウイルスの表面抗原と結果的には
異なる。ハイブリッドウイルスゲノムはまた以下またはそのすべてをコードする
核酸配列を含む:(i)約39℃の温度で標的ウイルスに関する一層低い活性を
有する、および/または、RNAポリメラーゼ活性を有する変異体大タンパク質
[L]、および/または(ii)約39℃の温度で気温39℃にてノイラミニダー
ゼ活性をわずかしかもたない部位である。HNタンパク質のコードされた部位は
好ましくは少なくとも約50アミノ酸残基長、より好ましくは少なくとも100
残基一層好ましくは少なくとも200アミノ酸残基長であり、最も好ましくは2
20アミノ酸残基である。コードされた部位は好ましくはcp45のHN部位の
384アミノ酸残基長を含み、またはcp45の384残基の5アミノ酸ないで
機能的に類似の変異残基を含む。コードされた部位は、最も好ましくはcp45
の160−385残基からのアミノ酸配列と同じアミノ酸配列を含む。
非弱毒化株への先祖返りの可能性は、もし、ハイブリッドウイルスのゲノムが
3'リーダー領域およびNP、P[+C]およびMタンパク質をコードする領域
におけるcp45ゲノムにより密接に類似している場合には低い。従って、HP
IV−3株以外の標的ウイルスに対するワクチンにおける使用に適している好ま
しいハイブリッドウイルスはその3'末端から引き続く:cp45ウイルスゲノ
ムの3'リーダー領域の核酸配列と同様の核酸配列;cp45のヌクレオカプシ
ドタンパク質[NP]をコードする核酸配列、リンタンパク質P[+C]および
マトリクスタンパク質[M];HPIV−3ウイルス以外のエンベロープ化され
た標的ウイルスの表面抗原、少なくとも1つの表面抗原である変異Lタンパク質
をコードする核酸配列をコードする。
上記のハイブリッドウイルスにおいて記述されているように、HPIV−3お
よび非HPIV−3標的ウイルスに直接対する変異体Lタンパク質は、野生型H
PIV−3タンパク質に最も密接に構造的に関連したタンパク質に比較したアミ
ノ酸配列において少なくとも1つの変異を有する(すなわち、変異体が由来する
野生型タンパク質または変異体タンパク質をコードする変異体遺伝子、が由来す
る遺伝子によってコードされた野生型タンパク質に比較して)。本明細書での目
的は、HPIV−3Lタンパク質は、野生型HPIV−3(JS)Lタンパク質
のアミノ酸配列と少なくとも約90%の同一性を有するアミノ酸配列を有するタ
ンパク質である。変異体Lタンパク質と野生型HPIV−3(JS)Lタンパク
質の間の配列の同一性は、嗜好の増加のため、より好ましくは少なくとも約95
%で、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、少なく
とも約99.5%、少なくとも約99.7%および少なくとも約99.8%である
。JS株Lタンパク質は2,258アミノ酸を有し、一般的には、最もHPIV
−3L部位があり、最もHPIV−3Lタンパク質は2000をこえるアミノ酸
残基を野生型と変異タンパク質との間のアミノ酸配列の約4つのバリエーション
に対応し、99.8%の配列の同一性を示す。同様に、変異体HPIV−3Lタ
ンパク質は標的ウイルスの野生型ポリメラーゼ部位と同様のタンパク質であるは
ずがなかった(標的ウイルスがHPIV−3ウイルスまたは非HPIV−3ウイ
ルスであるかにかかわらず)。従って、変異体Lタンパク質は、標的ウイルスの
Lタンパク質(または機能的に類似なポリメラーゼタンパク質)に比較して少な
くとも1つのアミノ酸配列におけるバリエーションを有する。さらに、変異Lタ
ンパク質は約37℃−40℃からの範囲にわたる非寛容な温度で、および好まし
くは約39℃の温度で標的ウイルスに通常関連したポリメラーゼ活性より少ない
RNAポリメラーゼ活性を有する。変異体Lタンパク質のポリメラーゼ活性は、
標的ウイルスのポリメラーゼ活性より少ない、少なくとも約10%である。変異
体
Lタンパク質のポリメラーゼ活性はより好ましくは、嗜好性を増加させるために
、標的ウイルスのポリメラーゼ活性より少ない102、103、104、105およ
び106の因子である。
変異体Lタンパク質はもっとも好ましくは変異体HPIV−3(JS)Lタン
パク質である。すなわち、このましい変異体Lタンパク質は少なくとも1つの変
異をHPIV−3(JS)のLタンパク質に比較したアミノ酸配列において有す
る。変異体なる語には、アミノ酸残基内の付加、欠失または置換を意図し、該変
異体は、好ましくは野生型HPIV−3(JS)Lタンパク質に関連したcp4
5Lタンパク質の置換に機能的に類似である置換である。従って、HPIV−3
(JS)に比較したアミノ酸配列における変異体は、好ましくは、942残基、
992残基または1558残基の約(すなわち、それより多少)5つのアミノ酸
残基である。とりわけ、HPIV−3(JS)に比較したアミノ酸配列における
変異には、好ましくは以下の置換の1またはそれ以上を含む:942残基でのTy
rのかわりにHis、992残基でのLeuの代わりのPheおよび1558残基でのThr
の代わりのIle。変異体Lタンパク質は、好ましくは、野生型HPIV−3(J
S)タンパク質に比較してのアミノ酸配列中の少なくとも2つの変異を有する:
942残基でのTyrのかわりにHis、992残基でのLeuの代わりのPhe。変異体L
タンパク質は、一層好ましくは、cp45Lタンパク質のアミノ酸配列における
全部で3つの変異体を有し、他の変異体も含むことができる。他の置換または変
異は、直後に記載するものに加えて、変異体Lタンパク質のアミノ酸配列に存在
し、変異体HPIV−3(JS)タンパク質は、これらの列挙した置換のみを有
し、ついで低減されたポリメラーゼ活性は一般的に十分である。変異体Lタンパ
ク質は最も好ましくはcp45のLタンパク質である。
変異体赤血球凝集素−ノイラミニダーゼ(HN)タンパク質は、上記ハイブリ
ッドウイルス中において、野生型HPIV−3HNタンパク質に構造的に最も緊
密に関連したアミノ酸配列中に少なくとも1つの変異を有するHNタンパク質で
ある。変異体HNタンパク質は、野生型HPIV−3(JS)HNタンパク質の
アミノ酸配列と少なくとも約90%の配列の同一性を有するアミノ酸配列である
。
変異体HNタンパク質と野生型HPIV−3(JS)HNタンパク質の間の配列
の同一性は、嗜好を増加させるために、より好ましくは、少なくとも95%、少
なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%少なくとも約99
.5%である。HPIV−3HNタンパク質は、典型的には少なくとも約400
アミノ酸残基を含み、99.5%の配列同一性は、野生型および変異型のタンパ
ク質のアミノ酸配列アミノ酸配列に約2つの変異が一致している。同様に、変異
体HPIV−3HNタンパク質は野生型ノイラミニダーゼタンパク質が存在して
いる;変異HNタンパク質は、ノイラミニダーゼ野生型に比較したアミノ酸から
ノイラミニニダーゼタンパク質に比較して、少なくとも1つの変異体を有する(
または機能的に類似のタンパク質)である。さらに、変異体HNタンパク質は約
37℃〜40℃にわたる非寛容な温度標的ウイルスに関連させ、ついで好ましく
は39℃の温度である。変異体HNタンパク質のノイラミニダーゼ活性は、少な
くとも約3の因子によって、より好ましくは、少なくとも約5の因子によって、
さらにより好ましくは少なくとも約10および最も好ましくは少なくとも約15
の因子によって標的ウイルスのポリメラーゼ活性より好ましくは少ない。
変異体HNタンパク質は、好ましくは、HPIV−3(JS)のHNタンパク
質に比較したアミノ酸配列における少なくとも1つの変異を有する変異体HPI
V−3(JS)HNタンパク質である。変異は、付加、欠失または置換であるこ
とができるが、該変異は、好ましくは、野生型HPIV−3HNタンパク質に比
較したcp45HNタンパク質の置換に機能的に類似である。従って、該置換は
好ましくは、JS株タンパク質のアミノ酸残基384のうちの約5アミノ酸残基
(すなわち、それより多少)である。変異体HNタンパク質はより好ましくは、
384残基でのValのかわりにAlaまたはその5残基内での他の機能的に同等の置
換を含む。他の変異には、直後に記載するものに加えて、変異体HNタンパク質
のアミノ酸配列にもまた存在する;しかしながら、列挙した1つのアミノ酸置換
を結ううし、低減したノイラミニダーゼ活性を付与する異体HPIV−3(JS
)HNタンパク質は、一般に十分である。変異体HNタンパク質は最も好ましく
は、cp45のHNタンパク質である。
ハイブリッドウイルスのゲノムに含まれているような上記の遺伝子は、実際、
発現のためには、作動可能に結合する。該遺伝子が結合した正確な配列は狭く重
要ではない。さらに、多様なウイルスゲノムは、さらに多様な遺伝子間の非コー
ディング核酸残基を含むことができる。
弱毒化されたハイブリッドウイルスに加えて、本発明のワクチンはまた、弱毒
化ハイブリッドウイウのための製薬学的に適当または許容し得る担体を含む。典
型的な担体には、ウイルスが増殖する組織培養液体、リン酸緩衝食塩水などの希
釈剤および/またはゼラチンなどの安定化剤を含む。
標的野生型ウイルスに体するヒトワクチンとしての使用に適した弱毒化ハイブ
リッドウイルスを産生する方法には、cp45ゲノム中にある対応する表面糖タ
ンパク質遺伝子のかわりにcp45ゲノムのコード標的遺伝子配列を挿入するの
いん適している弱毒化ハイブリッドウイルス、低減した活性を有する変異タンパ
ク質を有する標的ウイルス中でノイラミニダーゼタンパク質またはポリメラーゼ
タンパク質をコードする天然に存在する遺伝子の置換である。以下に詳細に記す
方法は、例示的方法である。当業者は本方法および他の方法においての変異もま
た、ハイブリッドウイルス産生に適していることを認識するでろう。それらの目
的のため、分子生物学における標準的な方法は多様な公知文献に見いだされるこ
とができ、例えば、サンブルックら、モレキュラー・クローニング(MolecularC
loning)、コールド・スプリング・ハーバー・ラボラトリー・プレス、第2版、
1989(Cold Spring Harbor Laboratory Press,2nd)を含む。特に本方法は
、HPIV−1、HPIV−2、RSV、インフルエンザおよび麻疹標的ウイル
スに対するするワクチンにおける使用のために弱毒化したハイブリッドウイルス
を産生するために使用されることができる。
cp45が骨格として使用され、標的ウイルスからの表面抗原と組み合わせて
使用されるcp45ハイブリッドウイルスを産生するため、cp45のウイルス
ゲノムは最初に全長cDNAクローンに変換される。典型的には、該ゲノムのい
くつかの項となる部位が、PCRを用いて増幅され、さらなる工程で全長cDN
Aクローンにライゲーションされる。標的表面糖タンパク質をコードする標的ウ
イルスゲノムの領域もまた、cDNAクローンに変換される。ネガティブセンス
またはポジティブセンスを有するゲノム領域、HPIV−1、HPIV−2、R
SV、麻疹およびインフルエンザウイルスなどの一本鎖RNAゲノムはcp45
と同様の方法で変換される。DNAゲノムを有するウイルスからのDNAは、D
NAプラスミドベクターに直接ライゲーションできる。
ついで、cp45ゲノムのcDNAクローンはプラスミドベクターに組み入れ
られる。pBluescriptII(ストラタジーン(Stratagene))または引き続くトラ
ンスフェクションおよび哺乳動物細胞中での発現に適している他の市販されて入
手可能なベクターが使用されることができる。端的には、cDNAクローンおよ
びプラスミドベクターは制限酵素消化およびライゲーション反応を用いて組み合
わせる。ついで、組換えプラスミドはクローニングされ、精製される。
遺伝的操作を行って、標的の1またはそれ以上の表面糖タンパク質をコードす
る標的ウイルスの遺伝子のcDNAまたはDNAコピーを有するFおよびHNタ
ンパク質をコードするcp45cDNAゲノムの領域を置換する。
ついで、ネガティブセンス、一本鎖RNAハイブリッドウイルスは、逆遺伝子
技術を用いた子孫ウイルスゲノム、ウイルスタンパク質およびウイルス粒子の合
成のための哺乳動物細胞などの細胞に、ハイブリッドcDNAプラスミドベクタ
ーをトランスフェクションすることによって組換えウイルスゲノムから産生され
る(パレス(Palese)1995:ローソン(Lawson)ら、1995;シュネル(
Schnell)ら、1994)。端的に、cDNAコピーを含むプラスミドベクター
はバクテリオファージT7 RNAポリメラーゼを発現する組換えワクシニアウ
イルスで以前にトランスフェクションした宿主細胞にトランスフェクションする
。実施例4に記載される方法により産生されたHPIV−3、NP、PおよびL
タンパク質を発現するプラスミドベクターを発現するプラスミドベクターは、宿
主細胞に同時トランスフェクションされる。cDNAは完全長のネガティブセン
ス(ゲノム)RNAを産生するよう転写される。NP、LおよびPタンパク質の
発現は、子孫ハイブリッドウイルスの合成を促進する。ついで、ハイブリッドビ
リオン(virion)は、単離され、適当な哺乳動物細胞中で増殖させられ、つい
で温度感受性表現型および関連した弱毒化を査定すべく試験される。
cp45のLおよびHN遺伝子中の欠損に弱毒化したcp45損傷が相関する
という観察に関連する本発明の他の実際的な応用は、HPIV−3ウイルスまた
はcp45−ハイブリッドウイルスが弱毒化されているか否かを決定するための
方法である。本明細書において使用される「cp45−ハイブリッド」ウイルス
は変異体タンパク質が上記であるような変異体Lタンパク質および/または変異
体HNタンパク質をコードする遺伝子を有するキメラウイルスをいう。そのよう
な決定は野生型HPIV−3のゲノムの対応領域に関するLタンパク質をコード
するHPIV−3ゲノムの領域に少なくとも1つの変異の存在を確認することに
よって行われる。別法として、HNタンパク質をコードする遺伝子における欠失
および特に、384残基の約5残基または5残基内での欠失は、低減したノイラ
ミニダーゼ活性の指標となりうる。決定は、同様にして、cp45ハイブリッド
ウイルスが弱毒化されるか否かに関して行われる。弱毒化の査定は多様な状況に
おいて必要である。例えば、研究所において、ワクチンの市販物における品質コ
ントロールとして、調節的な作因におる査定として、および患者に投与するまた
はに新規のワクチンロットにおける最終チェックとして査定は有用である。弱毒
化の査定は、同様に、患者への投与後、ワクチンの安定性をチェックするのに有
用である。患者からの単離物は温度感受性表現型を子孫ウイルスが保有すること
を確認するためにチェックする。
ヌクレオチドの変異の存在を確認するための方法の多様性は、当該技術分野に
おいて公知である。例えば、Lタンパク質をコードする核酸領域は全体をシーク
エンシングされ、Lの野生型遺伝子に比較されることができる。別法として、試
験されたウイルス株はcp45またはcp45ハイブリッドウイルスであり、該
L遺伝子は残基942、992および1558残基での期待された変異の近辺で
制限酵素で切断されることができ、ついで小さな断片は野生型HPIV−3また
はcp45のL遺伝子と比較してシークエンシングされることができる。より好
ましい様式は、一本鎖形態において試験されているウイルス株から核酸を単離す
ること、変異をフランキングするプローブにウイルス核酸をハイブリダイズする
こと、PCRを用いてプローブ間の領域を増幅することおよび野生型HPIV−
3またはcp45に比較したL遺伝子の増幅領域をシークエンシングすることを
を含むであろう。シングル・ヌクレオチド・エクステンション(singlenucleoti
de extension)反応などの遺伝子のシークエンシングにおける点突然変異を決定
するための別法は(クプスワミー(Kuppuswamy)ら、1991)また当該技術分
野において公知である。
本発明の捕捉アッセイは、実施例3および4に詳細に記載するが、また、L遺
伝子における少なくとも1つの変異の存在を確認するために使用されることがで
きる。本方法は遺伝子の配列の変化を確認するためならびに、同時にまた、L遺
伝子におけるそのような変異の機能的な効果を確認する。そのような試験の二重
の本質は、サプレッサー変異の可能性のため、シークエンシングの常法単独を越
えて利点がある。端的には、ウイルスサンプル株は、新規のワクチンロットとし
てかまたは精製した患者の単離物として得られる。もし必要ならば、サンプルは
細胞培養培地中で増殖させることによって増幅される。標準的、最初のプラーク
アッセイがコントロールとして非寛容温度(約40℃)でインキュベートするこ
とによっておよび複製を測定することによって行われる。ついで捕捉アッセイは
、宿主細胞が野生型HPIV−3Lタンパク質を発現するプラスミドベクターで
トランスフェクションし、ウイルスサンプルで感染させる(実施例3および4参
照)。野生型NPおよび/またはPタンパク質を発現するプラスミドベクターは
宿主細胞中で同時トランスフェクションすることができる。第2のプラークアッ
セイ捕捉されたウイルスサンプルに関して行われ、結果は第1のプラークアッセ
イの結果と比較される。サンプルウイルスL遺伝子における変異は有意な増加に
よって指示されるであろうし、プラークアッセイにおいて測定されるように、非
捕捉サンプルに比較される捕捉ウイルスサンプルの複製において、好ましくは少
なくとも10倍の増加であり、ついで最も好ましくは100倍の増加である。同
様のやり方で、ノイラミニダーゼ増殖実験および活性アッセイはHN遺伝子にお
ける欠失の存在を確認するために、外在性のノイラミニダーゼの不在および存在
下で行われることができる。
以下の非制限的な実施例は本発明の主義および利点を解説する。
実施例
以下の実施例において使用されるように、cp45は野生型HPIV−3(J
S株)から由来し、熱病性呼吸器疾患を有する子供から、もともとが培養された
単利物であった。寒冷適応変異を20℃で45回のウイルス連続継代後に選択さ
れ、プラーク精製によって単離された(バルシェおよびヒッソム1982)。c
p45ウイルスは、持続的な細胞株において32℃で引き続き増殖された。競合
アッセイを使用し、以下で議論する実験の各々において、アッセイ中に存在する
最初のウイルスの量を、赤血球凝集素アッセイ分析を用いて決定した。端的には
、cp45ウイルスで感染させ、32℃で72時間増殖させたL−132細胞を
細胞スクレイパーを用いて培養皿から除去した。ペレッティングした細胞をPB
Sで洗浄し、超音波処理し、ついで赤血球凝集素の分析のために使用された。超
音波処理したウイルス感染細胞の連続2倍希釈を96ウエルV底マイクロタイタ
ープレートを100μl PBS(Ca+2およびMg+2なし)で行った。ついで1
00μlのモルモット赤血球の0.5%懸濁液を各ウエルに加え、ついでそのプ
レートを4℃で2時間、底が透明になるまでインキュベートし、HAはそれぞれ
ネガティブおよびポジティブコントロールである。実施例1:cp45の温度依存性複製、タンパク質合成およびmRNA合成
野生型HPIV−3株とは異なり、cp45株はその複製能力を非寛容のより
高い温度(約37℃より高い)で複製能力を失う。この複製活性の損失は、cp
45ワクチンにおいて観察された弱毒化に貢献する。さらに、ウイルウ特異的m
RNA合成およびタンパク質合成における関連した減少は野生型株に関連したc
p45株において存在する。
cp45ウイルスを32℃で1時間細胞培養培地に吸収させ、ついで39.
5℃で24時間増殖させる。ついで感染した細胞を増殖のため32℃に移動させ
、24時間おく。培養上清におけるウイルス力価をL−132細胞におけるプラ
ークアッセイによって決定された。感染した細胞単層はヘマトキシリン−エオジ
ンY染色するかまたはウイルスプラークの可視化のため0.9%アガーおよび0.
0
05%ニュートラルレッドで覆う。少なくとも3つの独立した実験からの結果は
ウイルスの回収(5倍の変異より少ない)に一致を示した。
温度シフトアッセイにおける寛容(32℃)および非寛容(39.5℃)での
L−132細胞におけるcp45および野生型(JS)ウイルス複製の比較は表
1に示す。両ウイルスの正常の増殖は、寛容温度で観察された。しかしながら、
cp45の乏しい複製(〜106倍の減少)は、該ウイルスが39.5℃でL−1
32細胞に吸着され、同温度でインキュベートされる場合に観察された。しかし
ながら、該ウイルスは、24時間後39.5から32℃のインキュベーション温
度を変えるといくつかの複製を示した。他方、野生型ウイルスは39.5℃およ
び32℃での同様の複製を示した。39.5から32℃への温度の移動で複製さ
れたcp45ウイルスは、特徴的な温度感受性表現型を示し、39.5から32
℃で先祖返りした(revertant)ウイルスの不在を示す。
cp45株内に存在するウイルス特異的RA合成は、同様に、野生型株におけ
るそのような合成より有意に低い。従って、低レベルのメッセンジャーRNA(
mRNA)が非寛容で産生される。非寛容温度での全体のウイルス転写活性を決
定するため、cp45ウイウイルスのPタンパク質遺伝子からのmRNA合成は
、逆転写PCRによって実験される。野生型ウイルスと比較することによって試
験する。
端的には、L−132細胞を感染の同様の多重度でcp45または野生型ウイ
ルスに感染させる。32℃でのウイルス吸着後は細胞を39.5℃で24時間増
殖させる。感染した細胞をアクチノマイシンD(10μg/ml)で14時間処
理し、グアニジン酸チオシアネートフェノールクロロホルム抽出によって調製さ
れた。P mRNAの増幅は、同量の総RNA(10μg)およびウイルス特異
的センス( CCAACAACAACTCCCAGATC 、ヌクレオチド位置2
740から2759)およびアンチセンス( TGCCTCCATAAGTGGGTCAA 、
ヌクレオチド位置3280から3299)合成オリゴヌクレオチドプライマーか
ら逆転写PCRによって行われた。増幅反応は、サイクルパラメーターが、94
℃で1分変性させ、50℃で1.5分でプライマーアニーリングし、ついで72
℃で2分間プライマーエクステンションする自動化サーモサイクラー(パーキン
−エルマー・セタス(Perkin-Elmer Cetus)によって行われた。内部の標準とし
て、アクチンmRNAの増幅が同様のRNA調製物を用いて逆転写PCRの使用
により行ゎれ、βアクチン遺伝子特異的センス(GCATGGAGTCCTGTGGCATCCACGヌク
レオチド位置2563から2586)およびアンチセンス(CTAGAAGCATTTG CGG
TGGACGAT、ヌクレオチド位置2977から3000)合成オリゴヌクレオチドプ
ライマーから逆転写PCRによって行われた。HPIV−3のPタンパク質遺伝
子を含むプラスミドDNAは、マーク・エス・ガリンスキ(Mark S.Galinski
)(ザ・クリーブランド・クリニック・ファウンデーション(TheCleaveland Cli
nic Foundation)、クリーブランド、オハイオ)によって親切に提供されたが、
PCR増幅においてポジティブコントロールとして使用された。Pタンパク質遺
伝子プラスミドDNAからのPCR増幅された〜559bp断片を0.8%アガロ
ースゲル中での電気泳動によって単離した。そのDNAバンドを切り出し、無紫
外線MCカラム(ミリポア・コーポレーション(MilliporeCorporation)、ベッ
ドフォード(Bedford)、マサチューセッツ)を用いて溶出し、ついで市販され
ており入手可能なキット(ベーリンガー・マンハイム・バイオケミカルズ(Boehr
inger Mannheim Biochemicals)、インディアナポリス、インディアナ)を用いて
プローブとしての使用のために、ランダムプライマーオリゴヌクレオチド標識法
を使用して、[α−32P]dCTPで放射線標識した。
アクチンプローブはサザン・ハイブリダイゼーションにおける使用のために同様
に調製された。
mRNA合成は類似の実験において、2つのRNA調製物の間のメッセージの
レベルを比較することによって試験された。PCR増幅の異なるサイクルからの
反応産物をアガロースゲル電気泳動、続いて、エチジウムブロマイド染色による
分析の後、cp45および野生型ウイルスから産生されたメッセージのレベルに
おける有意な変化を示す。他方、アクチン遺伝子の類似のメッセージレベルは、
cp45および野生型ウイルス感染細胞からのRNA単離物に関して観察された
。類似の監査が、電気泳動されたDNAのサザンハイブリダイゼーションの後に
気
づかれた。ウイルスmRNAからのPCR産物の典型的な増幅プロファイルは図
2Aに示している。半定量的なアプローチは1つのcDNAサンプルの4倍の希
釈をするスロットブロットハイブリダイゼーションによってこれらのメッセージ
間の差異の推定のために取られた。結果の代表例は、図2Bに示しているが、さ
らに、PCR増幅の15および20サイクルでcp45からのP遺伝子および野
生型ウイルス感染細胞のメッセージにおける差異を示す。cp45ウイルスのP
タンパク質遺伝子からのメッセージを、ホスホルイメージング(PhosphorImagin
g)分析によって野性型のメッセージの約17%に推定される。
一層高温の非寛容温度でのタンパク質合成はまた、野生型株に比較してcp4
5株における有意に低いものである。cp45ウイルスポリペプチド合成をパル
スチェイス実験によって分析した後、HPIV−3に対する超免疫ウサギ抗血清
、またはHNおよびNPに対するモノクローナル抗体で免疫沈降する。
端的には、ウイルス感染細胞を39.5または32℃で24時間増殖させ、35
−Sタンパク質標識(アマシャム・コーポレーション(Amersham Corporation)
、アーリントン・ハイツ、イリノイ)で1時間パルスした。標識した細胞溶解物
を、HPIV−3に対する超免疫ウサギ抗血清で、または抗−HNおよび抗−N
Pモノクローナル抗体で0、1、2、3および4時間後にチェイスした。免疫沈
降は、ドデシルサルフェートポリアクリルアミドゲル電気泳動後オートラジオグ
ラフィーにかけた。
その結果は、野生型およびcp45ウイルスの間のウイルス間の主要な差異を
示している。パルス時期の間に野生型ウイルスポリペプチドの合成は、4−hチ
ェイス時期(図3)の間にさらに進まないかまたは修飾されるかであった。他方
、cp45ウイルスポリペプチド合成は非常に弱いかまたはほとんど検出不可能
であるようであった。しかしながら、cp45および野生型ウイルスポリペプチ
ドの合成は、細胞が32℃で増殖する場合には同様であるとわかった。実施例2:cp45の温度依存性のノイラミニダーゼ活性
cp45ウイルスは32または39.5℃でL−132細胞上で増殖し、つい
で、ウイルス感染細胞ホモジネートをノイラミニダーゼ活性に関して分析した。
cp45株は非寛容な、より高温での低減したノイラミニダーゼ活性を示した。
活性におけるそのような低減は感染した細胞の表面からの子孫ウイルス粒子の放
出を抑制する。
端的には、100μlの0.2Mの酢酸ナトリウムバッファー(pH5.5)を
赤血球凝集素活性単位の公知の数とともに等量の感染細胞ホモジネートを混合す
る。ついで、0.1mlのウシフェチュイン(15mg/ml、4型;シグマ・
ケミカル・カンパニー(Sigma Chemical Company)、セントルイス、ミズーリ)
を同バッファーに溶かし、反応混合物に加え、ついでその混合物を37℃で一夜
インキュベートした。反応混合物中の放出されたノイラミン酸の量を決定する。
野生型親ウイルス反応また、比較のため本実験に含む。
2つの異なる分子の大きさの基質で試験する場合、非寛容温度でインキュベー
トされたそのcp45ウイルスのノイラミニダーゼ特性は、約4から約10の間
の範囲の因子によって野生型ウイルスでの感染した細胞より(表3)、低活性を
示した。実施例3:cp45の他の生物学的な特性の確認
cp45の抗原関連性および野生型親ウイルス株は、最初はアフィニティー精
製したHPIV−3HN糖タンパク質を用いた赤血球凝集素(HA)抑制および
中和アッセイによってモノ特異的ウサギ抗血清を用いて比較された。ウサギ抗H
Nは類似のHA抑制活性および中和力価(2倍の変異)をウイルス株の両方で示
した。
引き続き、HNおよびF糖タンパク質の顕著な抗原部位を認識しておる代表的
な抗−HNおよび抗−Fモノクローナル抗体が酵素結合免疫吸着アッセイ(EL
IZA)で試験した。ダイナテク・ポリビニル・プレート(Dynatech polyvinylp
lates)(イムロンI(Immulon I))を1ウエルあたり凍結乾燥崩壊ビリオン(f
reeze-thaw disrupted virions)1μgでコートしている。モノクオーナル抗
体を2倍の連続希釈で各ウイルス株(cp45および野生型)を希釈し、ついで
その結果は、反応性パターンの線形スロープで比較している。
その結果は、0.05〜0.08内に変異を示す3つの独立した実験から平均的
吸光度として提示された(図4)。cp45ウイルスのHNおよびF糖タンパク
質を認識した抗体は野生型ウイルスのものに類似の力価を示した。cp45ウイ
ルスの抗原部位が野生型ウイルスのもの示唆されている。これは、cp45ウイ
ルスの抗原部位を20℃で増殖に適応した結果としてかわってない。
さらに、cp45ウイルス糖タンパク質は非寛容温度でさえ、細胞の表面であ
る細胞にプロセシングし、輸送する。感染したL−132細胞はHNおよびFに
特異的なモノクローナル抗体での免疫蛍光による感染後に24時間後試験した。
L−132細胞のコンフルエント単層をカバースリップ上で増殖させ、ウイルス
に感染させ、32または39.5℃でインキュベートした。感染24時間後、細
胞をリン酸緩衝食塩水で洗浄し、モノクローナル抗体で試験した。両方のインキ
ュベーターの温度(32または39.5℃)で、cp45感染細胞が細胞表面上
で免疫蛍光を示した
HAおよび融合活性もまた調査された。32℃で増殖させたウイルスcp45
ウイルスは超遠心によってペレッティグされHN糖タンパク質の機能的な特性を
試験するためにHAアッセイを行った。cp45ウイルスが39.5℃の非常に
乏しい増殖を示した場合、本発明者らは、非寛容の温度で感染細胞のホモジネー
トのHA活性をインキュベーションの後で決定した。結果は、寛容または非寛容
温度増殖したcp45ウイルスノ検出可能なHA活性を示した。cp45ウイル
ス感染LLC−MK2、ベロおよびL−132細胞はまた、32℃で増殖した場
合、多核巨細胞の形成または合胞体の形成、ウイルス融合活性の特徴を示した。
しかしながら、融合活性は39.5℃でcp45ウイルス感染細胞のインキュベ
ーションに関して有意に減少し、おそらくそれは非寛容温度でのウイルスの複製
の乏しさによる。実施例4:HPIV−3NP、Pおよびアイルドタイプタンパク質
HPIV−3(JS)株の野生型NP、PおよびLタンパク質は、同時発現ア
ッセイにおける使用のため発現された。
HPIV−3NP、PおよびL遺伝子の分子クローニングおよび配列分析は以
前に記載した(ガリンスキら1988;ガリンスキら1986;ガリンスキら1
986')。端的には、すべての遺伝子をその制限エンドヌクレアーゼ消化によ
ってその組換えベクターから除去し、pcDL−SRβ8.2べクターDNAの
適当な部位にライゲーションした。このベクターは、pcDL−SRα−296
由来であり、SRαプロモーターから下流のT7およびSP6プロモーター配列
をフランキングしたポリバレント制限部位を含む。pcDL−SRβ8.2は多
機能性ベクターであり、遺伝子発現は、シミアンウイルス40(SV40)初期
プロモーターを使用するか、または別法としてT7RNAポリメラーゼを発現す
るワクシニアウイルスを用いることによって、駆り立てられることができる。N
P、PおよびLタンパク質をコードする核酸領域を含むプラスミドはDNAベク
ターに含まれる。プラスミドpSP18−NPは、NP遺伝子を含み、Sph Iで
最初に消化し、ついで得られた相補末端をT7DNAポリメラーゼで修復した。
ついでその遺伝子をベクターからBamH Iで放出し、ついでEcoR Iで消化したp
cDL−SRβ8.2にライゲーションし、引き続いてクレノウフラグメントで
修復し、ついでさらに、BamH Iで処理した。P遺伝子を含むプラスミドpSP
19−PはBamH Iで消化し、ついでP遺伝子を放出すべくPvuI Iで消化した。
その遺伝子を引き続き、Xba Iで消化したpcDL−SRβ8.2にライゲーシ
ョンし、引き続いてクレノウフラグメントで修復し、ついでさらに、BamHIで処
理した。L遺伝子を含むプラスミドpGEM3−Lは、最初にHindIIIで消化し
、ついで得られた相補末端をクレノウフラグメントで修復した。ついでそのL遺
伝子をベクターからSac Iで放出し、ついでEcoR Iで消化したpcDL−SR
β8.2にライゲーションし、引き続いてクレノウフラグメントで修復し、つい
でさらに、SacIで処理した。
すべてのライゲーション反応はインサートのライゲーションをSRαおよびT
7プロモーターに比較して所望の報告に挿入させるであろう可変末端を有するベ
クターおよび遺伝子断片を含む。組換えクローンはランダムに取り上げられ、さ
らに制限エンドヌクレアーゼ消化により、サブクローニングの報告と有効性の確
認によってさらに分析する。その遺伝子末端は、ダイデオキシ配列分析(米国バ
イオケミカル(U.S.Biochemical、クリーブランド、オハイオ)によって確認
され、メチオニンでの開始と終結コドンが維持されていることを確認した。
多様なヌクレオカプシド関連タンパク質の生物学的特性を試験するために、本
発明者らは最初に、バクテリオファージT7RNAポリメラーゼ遺伝子(vTF
7−3)を含む組換えワクシニアウイルスを用いて一時的な発現システム内での
L(L−11)、P(P−1)および(NP−1)のタンパク質発現に関して試
験した。HeLa-T4細胞は、相対的にワクシニアウイルスの細胞変性効果に比較
的耐性があるが、vTF7−3で感染させ、ついでリポフェクタミン(ベツダ・
リサーチ・ラボラトリーズ(Bethesda Research Laboratories)。ゲイザーアウ
バーグ、メリーランド)を用いて、HPIV−3L、PおよびNPタンパク質の
発現をHPIV−3に対する超免疫ウサギ抗血清またはNPに対するモノオーナ
ル抗体NP(図5A)で免疫沈降することによってトランスフェクションした[35
S]メチオニン−[35S]システイン標識した細胞溶解物中で20時間後に検
出された。免疫沈降はSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)に
よって分析され、ついでオートラジオグラフィーにかけた。大分子ラージLタン
パク質の一層の分解を得るため、免疫沈降はまた、低パーセンテージのポリアク
リルアミドゲル(図5B)もまた、分離される。対応するDNAトランスフェク
ションした細胞からのLPおよびNPポリペプチドは伝統的なウイルスタンパク
質からの大きさは区別がつかない。Lタンパク質の量は、トランスフェクション
した細胞溶解物からの抗血清によって免疫沈降したP、NPより低い。実施例5:野生型タンパク質でのcp45の捕捉
本実施例は、一時的にL、PまたはNPタンパク質を発現するCV−1細胞が
非寛容温度にてcp45を救出(すなわち、プラークアッセイによって測定され
たように、ウイルスの複製を増加する)することができるか否かを考える。端的
には、CV−1細胞をプラスミドベクターpRSV−T(ラウス肉腫ウイルスの
長末端反復配列によって駆り立てられるSV40大T抗原をコードする)で同時
トランスフェクションし、NP、P、またはL遺伝子を含む1またはそれ以上の
組換えプラスミドで同時トランスフェクションし、ついで37℃でインキュベー
トした。トランスフェクション20時間後、発現細胞をCP45または野生型ウ
イルスで1の感染の多重度で感染させ、ついで感染細胞をさらに39.5℃で2
8時間インキュベーションした。インキュベーション後、細胞培養培地を回収し
、ついでHPIV−3力価を寛容(32℃)および非寛容(39.5℃)の温度
でL−132細胞にてプラークアッセイによって決定した。感染細胞の単層をヘ
マトキシリンおよびエオジン−Yで染色するか、またはウイルスプラークの可視
化のために0.9%アガーおよび0.005%のニュートラルレッドで覆った。
ワクシニアウイルス系は優れた発現レベルを提供するが、細胞の単層において
細胞変性の拡大効果を引き起こすウイルスベクターの使用およびワクシニアウイ
ルスの同時感染実験におけるHPIV−3複製を測定することに由来する困難に
関する配慮のため、本発明者らは、プラスミドベクターの転写を駆り立てるため
のワクシニアウイルスの使用に必要ではない発現系を使用した。
ベクターpcDL−SRβ8.2はSRαと名付けられたプロモーターを含み
、SV40初期プロモーター及びRセグメントおよびヒトT−細胞白血病ウイル
スの長い末端繰り返し配列のU5配列(R−U5’)の一部からなる。そのベク
ターはまた、SV40複製起点およびCOS−1またはCOS7細胞におけるタ
ンパク質発現の有意なレベルを提供し、そのプラスミドはT抗原の内在的なレベ
ルによって増幅される。本発現系の利用は他のプラスミドベクターpRSV−T
(35)(ジェームズ・パイパス(James Pipas)、ピッツバーグ大学、のご厚
意により提供された)からラージT抗原のtrans中に同時発現することによって
、CV−1細胞に拡張された。
トランスフェクションされたCV−1細胞を最初に免疫蛍光によってウイルス
タンパク質の細胞内発現に関して試験した。端的には、細胞をアセトン−メタノ
ール(1:1)中で−20℃で10分間固定した。HPIV−3(陰性トランス
フェクション細胞で前もって完全に吸着させた)超免疫ウサギ抗血清を一次抗体
として使用し、ついでフルオレセインイソチオシアネート(fluoresceinisothio
cyanate)付加したマウス抗ウサギ免疫グロブリンGを二次抗体として使用した
。細胞をエピフルオレセンス(epifluorescence)を備えたニコン(Nikon)顕微
鏡上で倍率600倍で試験し、ついでコンピューター・イメージ
ング・システム(オンカー・イメージ・システムズ・インク(Oncor ImageSyste
ms,Inc.)を用いてデジタル写真をとらえた。
図6に示すように、LおよびPは小さな含有物を形成するようであるが、NP
は一層均一な、正確な染色パターンを与えるようである。ネガティブコントロー
ル細胞は検出可能な蛍光は全く示さなかった。
典型的な捕捉実験の結果は、表2に示す;同様の結果が3回行われたアッセイ
において達成された。39.5℃で産生されたウイルスは、非寛容温度でcp4
5の有意なレベルを示した。これらの結果は、野生型Lタンパク質は生物学的に
機能的であり、cp45Lタンパク質の温度感受性変異を補うことが可能である
が、Lの不在下ではPおよびNPの発現は非機能的である。ウイルス力価は、3
X106細胞中約950および11,500PFUの補体効率を示す。L、Pお
よびNPでトランスフェクションした細胞は、L単独またはLおよびPでトラン
スフェクションした細胞と比較したcp45ウイルス算せ位において10倍の増
加を示す。これは、効率よいウイルスの複製のためのヌクレオカプシド複合体の
形成のためのこれらのタンパク質の中での相互作用のためである可能性がある。
しかしながら、ウイルスの複製の間、それらの特異的な相互作用は決定されるべ
きものとしてなお決定すべきである。本実施例の結果はさらに、転写に不可欠で
あるRNA−依存RNAポリメラーゼ活性としてのLタンパク質の役割およびH
PIV−3のライフサイクルをさらに支持するものである。L遺伝子でトランス
フェクションしていない他の細胞株は検出可能なウイルス力価を産生することが
できなかった。実施例6:HPIV−1Lタンパク質のcp45を補う能力およびcp45子孫 における温度感受性表現型の保有
非寛容温度にて、L−遺伝子トランスフェクションCV−1細胞から産生され
たcp45ウイルスは、L−発現細胞において複製する能力にもかかわらず、細
胞増殖のための温度感受性を保有すべきである。救出された子孫ウイルスの少な
くとも10プラーク精製したウイルストックを試験し、全てのウイルスストック
を温度感受性子孫を維持していることを認めた。
さらに、補体cp45のL−タンパク質は異種型排他的(heterrotypicexclus
ive)である。L−132または第1代アカゲザル腎臓細胞は、HPIV−1及
びcp45で同時感染させた場合、非寛容温度でのcp45の増殖を救出しなか
った。実施例7:外在性ノイラミニダーゼ有りまたは無しでのcp45およびHPIV −3(JS)のためのプラークアッセイ
cp45および野生型(JS)ウイルスの増殖特徴は外在性のノイラミニダー
ゼ有りまたは無しで決定された。cp45および別々の実験において、JSウイ
ルスはL−132細胞に吸着させられる32℃で1時間吸着させられ、クロスト
リジウム・パーフリンゲンス(C.perfrngens)から単離された細菌性ノイラミ
ニダーゼの付加有りか無しかで、指示された時間枠の間、培養培地中で増殖させ
た。培養上清中のウイルス力価を以前に記載したようにL−132細胞でプラー
クアッセイした(ベルシュおよびヒッソム、1982)。感染細胞単層をヘマト
キシリンおよびエオジン−Yで染色するか、またはウイルスプラークの可視化の
ために0.9%アガーおよび0.005%のニュートラルレッドで覆った。各アッ
セイを3回繰り返した。
その結果をcp45に関しては図7AおよびJS株に関しては図7Bに3回の
独立したアッセイの標準偏差を示すエラーバーと共に示す。図7Aは外在性ノイ
ラミニダーゼなしの培養培地中で約50時間インキュベーションした後のcp4
5ウイルス力価が、外在性ノイラミニダーゼを服務培養培地中でインキュベーシ
ョンした後の対応する力価より5−15倍低かったことを示す。図7Bには、対
照的に、野生型JSウイルス力価が培養培地中外在性ノイラミニダーゼが存在す
るか否かにかかわらず、約25時間後には実質的に同一であったことを示す。実施例8:cp45の局在化した融合活性および外在性ノイラミニダーゼによる その抑制
L−132細胞をcp45と低い感染多重度で感染させ、ウイルスの細胞変性
効果を査定するためにノイラミニダーゼ有りまたは無しで増殖させた。HPIV
−3(JS)株を用いた類似の実験を比較実験として行った。細胞を0.1の感
染多重度(moi)で感染させた。ウイルス感染の低い感染多重度を使用して、少
数の細胞を初期に感染させ、それによって外在性ノイラミニダーゼが不在である
培養液中で、32℃で36時間インキュベーションする間、細胞単層での細胞変
性の性質をモニターすることができた。別の実験において、感染細胞を1ml当た
り50μg(0.5U)の細菌性ノイラミニダーゼを服務培養培地中でインキュベ
ーションした。
その結果を図8Aから図8Dに示す。図8Aおよび図8Bはそれぞれ外在性ノ
イラミニダーゼが不在である培養液中で増殖させた後のcp45、およびHPI
V−3(JS)で感染させた細胞の写真である。cp45感染細胞は、多核性巨
大細胞または多核成の存在によって示唆されるように、有意な限局した融合を示
す(図8A)。そのような限局した融合は、JS株感染細胞において観察されな
かった(図8B)。図8Cおよび図8Dはそれぞれ外在性ノイラミニダーゼの存
在下の培養液中で増殖させた後のcp45およびHPIV−3(JS)で感染さ
せた細胞の写真である。cp45感染細胞に関しての限局した細胞融合の程度は
有意に低減し(図8C)、JS株感染細胞において観察されたものに類似の細胞
変性効果を示した(図8D)。実施例9:cp45感染細胞におけるノイラミニダーゼの限定された分布を示す 免疫蛍光染色
33℃でcp45で感染したL−132細胞における変異HNタンパク質の分
布を表面免疫蛍光技術を用いて調査した。端的には、カバースリップ上のL−1
32細胞を0.01の感染多重度でcp45またはJSウイルスで感染させた。
ウイルスの吸着後、細胞を培養培地中で外在性ノイラミニダーゼ有りまたはなし
で33℃で36時間インキュベーションした。感染細胞を洗浄し、ついでHPI
V−3のHN糖タンパク質に対するモノクローナル抗体(13−9−6−2)と
表面免疫蛍光に関して反応させた。
その結果を図9Aから図9Dに示す。図9Aおよび図9Bは、それぞれ外在性
ノイラミニダーゼが不在である培養液中で増殖させた後のcp45およびHPI
V−3(JS)で感染させた細胞の写真である。変異HNタンパク質の分布は、
野生型JS HNタンパク質の分布(図9B)に比較して、実質的に限局されて
いた(図9A)。図9Cおよび図9Dはそれぞれ、外在性ノイラミニダーゼの存
在下の培養液中で増殖させた後のcp45およびHPIV−3(JS)で感染さ
せた細胞の写真である。これらの条件下でp45で感染した変異HNタンパク質
の分布は(図9C)JS−株感染細胞における野生型HNタンパク質の分布(図
9D)と類似であった。実施例10:ノイラミニダーゼ活性アッセイ:最適pHおよび力動学的試験
cp45ウイルスで感染させ、32℃で72時間増殖させたL−132細胞を
細胞スクレイパーを用いて細胞培養皿から除去した。ペレッティングした細胞を
PBSで洗浄し、超音波処理し、ついでノイラミニダーゼ活性の分析に使用した
。ノイラミニダーゼ活性を公知のpHの0.5Mリン酸バッファー50μlと、等
量の公知の赤血球凝集素の単位の感染細胞ホモジネートを混合することによって
決定した。水に溶かした異なる大きさの基質、フェチュイン(IV型)(15mg/ml
)、3’−N−アセチルノイラミン−ラクトース(1mg/ml)または6’−N−ア
セチル−ノイラミン−ラクトース(1mg/ml)(シグマ・ケミカル・カンパニー
(Sigma Chemical Company)、セントルイス、ミズーリ)を反応混合物に加え、
37℃で一夜インキュベーションした。別個の実験の間、多様な値でのインキュ
ベーションの間、pHをコントロールした。反応混合液中に放出されたノイラミ
ン酸を分光光度技術で決定した。HPIV−3(JS)感染細胞をcp45感染
細胞と同様のやり方で、類似活性分析を比較のために行った。
1つのセットの実験において、cp45ノイラミニダーゼ活性の最適pHを分析
し、ついで親JS株のものと比較した。図10Aは非寛容温度(39.5℃)の
フェチュインまたはノイラミンラクトースアッセイを用いて試験した場合のpH
でのcp45ウイルスのノイラミニダーゼの活性位おける変異を示している。c
p45に関して、ノイラミンラクトースアッセイが使用される場合には、最適な
pHは約5.5であった(図10A−塗りつぶした円)が、フェチュインアッセ
イが使用される場合には(図10A−中抜き円)、低かった(約4.9)。図1
0Bは類似実験におけるpHでのHPIV−3(JS)ウイルスのノイラミニ
ダーゼ活性における変化を示す。JS株に関して、ノイラミニダーゼアッセイが
使用される場合には、cp45と同様に最適なpHは約5.5であった(図10
B−塗りつぶした円)。しかしながら、JS株に関しての最適なpHを決定する
ためにフェチュインアッセイが使用される場合には(図10B−中抜き円)、最
適なpHは高かった(約6.3)。図10Aまたは図10Bを参照すると、異な
るアッセイ基質によって決定されたノイラミニダーゼの絶対値の比較は、それぞ
れのアッセイにおいて存在するウイルスの初期値によって影響され得るようであ
る基質の各々に関して報告された絶対値であるので、特には有意的ではない。図
10Aおよび図10B上のバーは3つの別々の実験試行からの標準偏差を示唆し
ている。
別のセットの実験において、酵素力学的試験が低分子量ノイラミンラクトース
基質の2つの異なる結合:2→3および2→6でのインキュベーションの最初の
段階で行われた。pHは5.5に維持された−−cp45および野生型JS株の
両者のノイラミンラクトース基質に関しての酵素的な最適pHである。図11A
はcp45および野生型JS株が類似の2→3結合への嗜好性を有していること
を示している。図11Bはcp45が野生型JS株に比較して2→6結合への嗜
好を有することを示している。図11Aと図11Bの比較は、cp45が2→6
結合への嗜好より2→3結合への嗜好を一層有することを示している。実施例11:cp45およびHPIV−3(JS)抗原部位の比較に関するノイ ラミニダーゼ感染アッセイ
cp45のノイラミニダーゼ活性部位およびそのウイルスの親JS株の抗原結
合性をノイダミニダーゼ抑制抗体を用いて比較した。アフィニティー精製したH
PIV−3のHN糖タンパク質に対する一つに特異的なウサギ抗血清およびHN
糖タンパク質2−14−1、13−9−6−2および170/8に対するモノク
ローナル抗体をノイラミニダーゼ抑制アッセイに使用した。これらの抗体は、プ
ロトタイプHPIV−3(47885)株のノイラミニダーゼ活性部位を認識す
ると知られている。その抗体を核ウイルス株に関して、2倍の連続希釈で試験し
、ついでその結果を反応パターンの線形勾配で比較した。ウイルスのHAを排他
的
に抑制するMab3−8−1をネガティブコントロールとして使用したが、ノイラ
ミニダーゼ活性の抑制的役割を示さなかった(データ示さず)。図12Aは、c
p45とHPIV−3(JS)の間の抗原部位における有意な差異が、アッセイ
の基質としてフェチュインが使用された場合のcp45とJSの間の任意の抑制
抗体または抗血清のいずれに関しても全く観察されなかったことを示す。図12
Bは、cp45株のノイラミニダーゼ活性が、アッセイ基質として、相対的に小
さなノイラミンラクトース基質が使用された場合にモノクローナル抗体12−9
−6−2および170/8によってJS基質の活性より、抑制が少ないことを示
している。しかしながら、2つの株の抑制の程度は、モノクローナル抗体2−1
4−1およびモノ特異的なウサギ抗血清に関してのと類似である。
本発明の詳細な記載および上記実施例に照らし合わせて、本発明のいくつかの
目的が達成されることが認めれられ得る。本明細書に記された説明および例示は
他の当業者に、その原理および実際的な応用を知らしめることを意図している。
当業者波、本発明を実際の使用の必要性に最も適するように、多数の形態に本発
明を適応および応用することができる。したがって、提示された本発明の具体的
な態様は、本発明を余すところ無く、または制限的にすることを意図したもので
はない。
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Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.ゲノムが(i)cp45ウイルスゲノムの3'リーダー領域の核酸配列と同 一である核酸配列;(ii)cp45のヌクレオカプシドタンパク質[NP]をコ ードする核酸配列;(iii)cp45のリンタンパク質P[+C]をコードする 核酸配列;(iv)cp45のマトリクスタンパク質[M]をコードする核酸配列 ;(v)エンベロープ化された、ネガティブセンス、一本鎖RNA標的ウイルス の各表面抗原、cp45の表面抗原と異なる各表面抗原をコードする核酸配列; および(vi)cp45のラージタンパク質Lをコードする核酸配列を含むエンベ ロープ化された、ネガティブセンス、一本鎖キメラRNAゲノムを含むハイブリ ッドウイルス。 2.(i)野生型HPIV−3標的ウイルスの3'リーダー領域の核酸配列と同 一である核酸配列または標的ウイルスのマトリクスタンパク質M、標的ウイルス の融合タンパク質F、標的ウイルスの赤血球凝集素ノイラミニダーゼタンパク質 HNより成る群から選択される少なくとも1つのタンパク質をコードする核酸配 列、および(ii)cp45のタンパク質Lをコードする核酸配列を含むゲノムを 有するエンベロープ化された、ネガティブセンスの、一本鎖RNAハイブリッド ウイルス。 3.(i)野生型HPIV−3標的ウイルスの3'リーダー領域の核酸配列と同 一である核酸配列または標的ウイルスのマトリクスタンパク質M、標的ウイルス の融合タンパク質F、および標的ウイルスのラージタンパク質Lよりなる群から 選択される少なくとも1つのタンパク質をコードする核酸配列、および(ii)c p45のHNタンパク質をコードする核酸配列を含むゲノムを有するエンベロー プ化された、ネガティブセンスの、一本鎖RNAハイブリッドウイルス。 4.ゲノムが(i)cp45ウイルスゲノムの3'リーダー領域の核酸配列と同 一である核酸配列;(ii)cp45のヌクレオカプシドタンパク質[NP]をコ ードする核酸配列;(iii)cp45のリンタンパク質P[+C]をコードする 核酸配列;(iv)cp45のマトリクスタンパク質[M]をコードする核酸配列 ;(v)cp45の融合タンパク質[F]をコードする核酸配列;(vi)野生型 HPIV−3ウイルスのノイラミニダーゼタンパク質[HN]をコードする核酸 配列;および(vii)cp45のラージタンパク質Lをコードする核酸配列を含 むエンベロープ化された、ネガティブセンスの、一本鎖キメラRNAゲノムを含 むハイブリッドウイルス。 5.HPIV−3のラージタンパク質Lをコードするゲノムを有するエンベロ ープ化された、ネガティブセンスの、一本鎖RNAウイルスが弱毒化されている か否かを決定するための方法であって、該方法が野生型HPIV−3(JS)の ゲノムに比較して、ウイルスのゲノムにおいて少なくとも1つの置換の存在を確 認することを含む方法であって、該置換はLタンパク質をコードするゲノムの領 域に存在し、残基942においてTyrの代わりにHis、残基992においてLeuの 代わりにPhe、および残基1558においてThrの代わりにIleよりなる群から選 択される方法。 6.HPIV−3のラージタンパク質Lをコードするゲノムを有するエンベロ ープ化された、ネガティブセンスの、一本鎖RNAウイルスが弱毒化されている か否かを決定するための方法であって、該方法が ウイルスからサンプルを獲得し; サンプル中に存在するウイルスの数を決定するためのサンプルに関する第1の プラークアッセイを行い; 野生型HPIV−3ウイルスのLタンパク質を発現するプラスミドベクターで イン・ビトロで哺乳動物宿主細胞にトランスフェクションし; 該ウイルスで宿主細胞を感染させ; 補体化されたウイルスを産生するためにインキュベーションし; 補体化されたサンプル中に存在するウイルスの数を決定するための補体化され たウイルスのサンプルに関する第2プラークアッセイを行い;ついで 第2プラークアッセイを該ウイルスが弱毒化されるか否かを決定するために第 1のプラークアッセイと比較する ことを含む方法。
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