JP2001314188A - アシクロビル耐性ウイルスの検出方法 - Google Patents

アシクロビル耐性ウイルスの検出方法

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JP2001314188A
JP2001314188A JP2000134528A JP2000134528A JP2001314188A JP 2001314188 A JP2001314188 A JP 2001314188A JP 2000134528 A JP2000134528 A JP 2000134528A JP 2000134528 A JP2000134528 A JP 2000134528A JP 2001314188 A JP2001314188 A JP 2001314188A
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vzv
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Tatsuo Suzutani
達夫 錫谷
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Fujirebio Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単純ヘルペスウイルス(HSV)、水痘帯状疱
疹ウイルス(VZV)について、アシクロビル耐性ウイル
スの検出方法を提供する。 【解決手段】 本発明では、ウイルスのチミジンキナー
ゼ遺伝子の上流側にプライマーと蛋白質発現用プロモー
ター遺伝子とを結合させ、チミジンキナーゼ遺伝子を増
幅するとともにチミジンキナーゼを産生させ、得られた
チミジンキナーゼを測定してアシクロビル耐性ウイルス
を検出することができる。従って、HSV、VZV等の感染
患者に対する早期治療の開始、ACV投与中止による副
作用発現の低減、治療剤の選択等に多大な貢献をする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はウイルスのチミジン
キナーゼ遺伝子の上流側にプライマーと蛋白質発現用プ
ロモーターとを結合させ、チミジンキナーゼ遺伝子を増
幅するとともにチミジンキナーゼ(以下TKという)を
産生させ、得られたTKを測定することを特徴とするア
シクロビル耐性ウイルスの検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アシクロビル(以下ACVという)は単
純ヘルペスウイルス(HSV)、水痘帯状疱疹ウイルス(V
ZV)等のウイルス感染者への治療剤として用いられてい
るが、これらのウイルスにはACVでは治療効果を示さ
ないACV耐性ウイルスが知られている。
【0003】従来、感染ウイルスがACV耐性であるか
否かの判定には、Vero細胞におけるプラーク減少ア
ッセイ(plaque reduction assay)、色素取り込みアッ
セイ、TK陰性細胞株を使用するプラークオートラジオ
グラフィー等によって測定が行われていた(J Clin Mic
rob; 1983, 17,122-7, J Infect Dis; 1998, 178,618-
25 等参照)。
【0004】また、ACVは、ウイルスにコードされる
TKによってウイルス治療剤の活性型に変換されるた
め、ACV耐性ウイルスではウイルス中のTKの活性が
欠損又は低レベルであること、TKの基質特異性が変化
していることなどが報告されている(Lancet; 1987, 2,
1461; J Gen Virol; 1987, 70, 375-82 等)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来行われていたAC
V耐性ウイルスの検出法では、ウイルスの分離培養技術
に熟練を有し、結果を得るまで1ないし2週間必要とす
るために、簡便な検出方法ではなかった。また、ウイル
スが発現するTKを遺伝子レベルで測定することができ
るが、測定にはウイルスを分離精製した後、そのウイル
ス遺伝子を増幅して測定するなど、煩雑な操作を必要と
していた。、HSVやVZV感染患者について、感染ウイルス
がACV耐性であるか否かの判定は、早期治療の開始、
ACV投与中止による副作用の低減、抗ウイルス剤の選択
等に極めて重要であり、新たな検出法が望まれていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討の
結果、単純ヘルペスウイルス1型(HSV−1)、単純ヘ
ルペスウイルス2型(HSV−2)、VZV等のウイルスのT
K遺伝子を増幅し、TKを発現させ、このTKを測定す
ることによるアシクロビル耐性ウイルスの検出方法を見
出し、本発明を完成した。
【0007】以下、本発明を詳細に説明する。ウイルス
のTK遺伝子を増幅するには、ウイルスのTK遺伝子配
列とハイブリダイズするプライマーを作製し、遺伝子増
幅法に従い増幅をすることができる。このプライマーに
はさらに蛋白質発現用プロモーターを結合させることが
好ましい。
【0008】プライマーは、TK遺伝子領域とハイブリ
ダイズする配列を周知の方法に従い合成し、用いること
ができる。このプライマーの遺伝子配列や塩基数につい
ては限定されるものではない。これらのプライマーは周
知の方法に従い市販のDNA合成機(例えば、ABI社
製DNA合成機)で容易に合成することができる。
【0009】プライマーにはその下流に蛋白質発現用プ
ロモーターを組み込み測定を行うことができる。この蛋
白質発現用プロモーターとしては、例えばT7プロモー
ター、lacプロモーター、tacプロモーター、tr
pプロモーター、CMVプロモーター、LTR、SRα
プロモーター等を挙げることができが、効率よく蛋白質
を発現させるにはT7プロモーターを用いることが好ま
しい。これらの蛋白質発現用プロモーターは、容易に入
手可能であり、前記DNA合成機により製造することも
できる。
【0010】前記方法によって得られたプライマーと蛋
白質発現用プロモーターとの結合物は検体中のウイルス
の測定に用いることができる。測定にあっては、この検
体を蛋白質発現用のプロモーターを組み込んだ前記プラ
イマーと混合し、周知のPCR法等の遺伝子増幅法によ
り目的遺伝子を増幅することができる。PCR法により
遺伝子を増幅する方法としては、例えばJ.サムブロッ
ク等;モレキュラ クローニング第2版(ゴールド ス
プリング ハーバー ラボラトリー)(1989)等に
記載されている。測定に用いる検体としては、ウイルス
が存在すると考えられる検体であり、ヒト組織(角膜、
咽頭を含む皮膚、粘膜領域等)、ヒトの体液(血清、血
漿、尿等)等を用いることができる。これらの検体は通
常ウイルスの単離精製などの前処理を行うことなく測定
に用いることができる。
【0011】増幅されたTK遺伝子は、TK遺伝子から
TKを発現させ、そのTK量、TKの酵素活性等を測定
することができる。TKの測定には、例えば、in vitro
translation法によって、直接TKを作製し、このTK
の酵素活性を測定する方法、増幅された遺伝子を蛍光標
識体とともにTKを発現させ、蛍光光度を分析する方法
等を挙げることができる。この測定結果より、検体に含
まれていたウイルスのTK活性の欠損、TKの基質特異
性の変異等の測定がなされ、ACV耐性ウイルスを検出
することができる。
【0012】
【実施例】本発明の測定は以下の方法に従い行うことが
できる。 (プラーク減少アッセイ;従来法)ACVおよびホスホ
ノ酢酸(PAA)に対するウイルスの感受性を Antimic
rob Agents Chemother; 1986, 29, 524-6に記載された
方法に従い、HEL細胞における50%プラーク減少ア
ッセイで測定した。
【0013】(PCR法)プライマーセットのT7-HSV1-TK
およびHSV1-TK-Dw、T7-HSV2-TKおよびHSV2-TK-Dw、なら
びにT7-VZV-TKおよびVZV-TK-Dwをそれぞれ使用して、T7
プロモーターの制御下でHSV-1、HSV-2、およびVZVのTK
遺伝子を調製した。配列を図1に示す。また、プライマ
ーとT7プロモーターの塩基配列を配列番号1に示す。
PCRをExpand Hi-Fi PCR Sysytem(Roche Molecular Sy
stems)を使用し、100μlの反応混合物で行った。最初
の変性は94℃で2分間であり、続いて変性(94℃で20秒
間)、アニーリング(HSV TK遺伝子について58℃でまた
はVZV TK遺伝子について60℃で、2分間)、および伸長
(72℃で1分20秒間)の10サイクル、次いで変性、アニ
ーリング、および伸長(72℃で1分20秒間+5秒間/サ
イクル伸長)の20サイクルを行い、最後のサイクル後に
さらに72℃で20分間伸長した。QLAquick PCRPurificati
on Kit(Qiagen、Hilden、Germany)でPCR産物を精製
し、そして30μlの10mM Tris-HCl pH8.5中に溶解し、そ
して-20℃で保存した。
【0014】(インビトロ転写)HSVおよびVZV株のTK蛋
白質を、Single Tube Protein System 3(Novagen、Ma
dison、WI)を使用して、使用法に従いPCRで増幅された
TK遺伝子から直接的に合成した。簡潔には、1μlの10m
M Tris-HCl pH8.5中に溶解された100ngのPCR産物を、4
μlの転写混合物とともに混合し、そして30℃で15分
間インキュベートした。1μlの転写サンプルを3μlの
翻訳混合物(ウサギ網状赤血球抽出物)および1μlの1
25μMメチオニンまたは8μCi[35S]-メチオニン(>100
0Ci/mmol;Amersham Pharmacia Biotech Ltd)と混合
し、そして37℃で60分間インキュベートした。
【0015】(TKの測定)HSV感染された細胞のサンプ
ルを以下のように得た:24ウェル組織培養プレート中の
コンフルエントなHEL細胞の単層を擬似感染するか、ま
たは1の感染効率でHSVで感染した。8時間のインキュ
ベーション後、細胞をトリプシン処理によって採集し、
MEMで1回洗浄し、そして0.2mlの200mM Tris-HCl pH7.4
中に懸濁した。細胞を超音波処理によって破壊し、そし
て10,000×gで10分間4℃での遠心分離の後に上清を回
収した。TK活性を、Antimicrob Agents Chemother; 198
8, 32,1046-52に記載された方法に従って測定した。感
染された細胞から調製されたまたはインビトロ翻訳によ
り調製されたTKサンプルについて、それぞれ、20または
90分間、37℃にて、1または0.1μMチミジン、0.1μCi
[メチル-3H]チミジン(70〜86Ci/mmol)、10mM MgCl2
10mM ATP、および200mM Tris-HCl(pH7.5)を含有する1
0μlの全容量中で反応混合物をインキュベートした。
【0016】(蛍光光度分析)35S-メチオニンを用いて
インビトロで翻訳されたTKポリぺプチドの分子量を、SD
S-ポリアクリルアミドゲル電気泳動および蛍光光度分析
によって決定した。12%ポリアクリルアミドゲル上での
サンプルの電気泳動後、45%エタノール-10%酢酸溶液
中にゲルを浸漬することによって蛋白質を固定し、次い
で、製造業者の指示に従ってEN3HANCE(NEN Life Scien
ce Products、Boston、MA)で蛍光光度分析についてゲ
ルをプロセスし、乾燥し、そして2日間-80℃にてX線
フィルムで露光した。
【0017】(HSVのTKについての表現型スクリーニ
ング法の設計)PCRおよびインビトロ翻訳に基づく新規
なスクリーニング法を確立するために、T7プロモーター
の制御下でHSV-1、HSV-2、およびVZVのTK遺伝子を増幅
するため図1Aに示すプライマーセットを設計した。TK
遺伝子の上流についての各プライマーにおいて、T7プロ
モーターおよびTK遺伝子の直ぐ上流の領域のヌクレオチ
ド配列を5'側に6個のさらなるヌクレオチドを伴って
設計した。他方のプライマーを、TK遺伝子のポリAシグ
ナルの下流領域で設定した。
【0018】プライマーの特異性を、前記PCR条件下で
評価した、その結果を図1Bに示す。T7-HSV1-TKおよび
HSV1-TK-Dw(レーン1〜4)、またはT7-HSV2-TKおよび
HSV1-TK-Dw(レーン9〜12)を使用するPCRを用いて、H
SV-1 DNAから1273bpの特異的なDNAフラグメントが観察
され、HSV-2 DNAからフラグメントは検出されず、この
ことはHSV1-TK-DwがHSV-1に型特異的であるが、T7-HSV2
-TKはHSV-2に特異的でないことを示す。DNAフラグメン
トを、T7-HSV1-TKおよびHSV2-TK-Dw(レーン5〜8)、
ならびにT7-HSV2-TKおよびHSV2-TK-Dw(レーン13〜16)
のセットによりHSV-1およびHSV-2 DNAの両方から増幅し
たが、T7-HSV1及びHSV2-TK-DwがHSV DNAの両方の型をハ
イブリダイズすることを示す。HSV-1ゲノムにおけるHSV
2-TK-Dwのハイブリダイゼーション部位を、PCR産物のヌ
クレオチド配列の解析によって同定し、そして領域5'
−GTacGAcAgaGTGCCAGCCCT(HSV-1ゲノムのヌクレオチド
46,560〜46,539;大文字はプライマーに同一なヌクレオ
チドを示す)においてであった。
【0019】T7-VZV-TKおよびVZV-TK Dwのプライマーセ
ットは、VZV DNAサンプル(レーン17、18)からVZV TK
遺伝子を特異的に増幅したが、HSV-1 DNA(レーン19)
からは増幅しなかった。それゆえ、VZV TK遺伝子のプラ
イマーセットはVZV TK遺伝子に特異的である。上記され
るHSV TK遺伝子についてのT7-HSV2-TKおよびHSV2-TK-Dw
の共通のプライマーセットは、VZV DNAからTK遺伝子を
増幅し得なかった(レーン20)。
【0020】TK遺伝子のPCR産物についてのインビトロ
転写および翻訳の条件を、TK活性によって評価した。そ
の結果を図2に示す。コントロール反応において、ウサ
ギ網状赤血球由来の低いTK活性が検出された。ウイル
スTK活性は、最終的な5μlの転写混合物中に5ngのPCR
産物を添加した場合であっても発現され、そして最も高
い活性が、60〜80ngのPCR産物の添加により発現され
た。しかし、実質的に有意な差異が、20〜100ngのDNAの
添加により発現されるTK活性において観察され、このこ
とは系が適用されるDNAの厳密に定量された量を必要と
しないことを示している。
【0021】(測定結果)図3に示すHSV-1 15株(野
生型8株、耐性株7株)、HSV-2 11株(野生型3
株、耐性株8株)およびVZV 2株(野生型1株、耐性
株1株)を前記方法によって分析した。これらの実験に
おいて使用された株を詳細に特徴付けし、表1から3に
まとめた。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【表3】
【0025】HSV-1 TK遺伝子の野生型は、43kDaの大部
分の蛋白質、ならびに39および38kDaの2つの少数蛋白
質を発現し、少数の蛋白質は、前記されるように第2お
よび第3のAUGコドンでの翻訳開始から生じ得る(図3
A)。より小さなまたはより大きな(TAR株;表1)蛋
白質をコードする変異体TK遺伝子(TK(−))は、予
測される蛋白質の大きさを発現した。野生型HSV-1 TKを
発現する混合物において、コントロール混合物と比較し
て6〜14倍増強されたTK活性が検出されたが、変異体TK
を発現する混合物においては、変化された基質特異性を
伴うTK蛋白質(TK(A))(SC16 S1株;レーン6)
においてであっても、増加は検出されなかった。類似の
結果が、以下のようないくつかの差異を除いてHSV-2お
よびVZV TKにおいて観察された(図3Bおよび3C)。 1)VZV TK遺伝子はVirus Genes; 1990, 4, 105-20に記
載されるように、2つの蛋白質( 35および34kDa)
を発現したが、HSV-2 TK遺伝子は43kDa蛋白質1つのみ
を発現した 。 2)HSV-2およびVZV TK遺伝子から発現されるTK活性
は、HSV-1 TK遺伝子から発現される 活性よりも低か
った。 3)TK活性は、HSV-1 TKと同様に、TK(A)を発現する
混合物(8708および43659株;図 3Bレーン5およ
び11)において検出されなかった。本発明の実施例で
は、野生型または変異体としてHSVおよびVZV株において
コードされるTK蛋白質の分子量および酵素活性を同定す
ることができた。
【発明の効果】本発明はHSV、VZV等の感染患者の
ウイルスがACV耐性か否かを2日間で検出することが
でき、早期治療の開始、ACV投与中止による副作用発
現の低減、治療剤の選択等に多大な貢献をする。また、
本発明の方法は、検体よりウイルスの単離を行うことな
く実施することもできるために、煩雑な分離手段や熟練
を要することなく、実施することができる。
【0026】
【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> FUJIREBIO INC. <120> Detection method OF ACYCLOVIR-RESISTANT VIRUSES <130> P0750 <160> 1
【0027】 <210> 1 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> oligonucleotide primer and T7 promoter for amplifying nucleic acid <400> 1 gaattgtaat acgactcact ata 23
【図面の簡単な説明】
【図1】 PCR法におけるHSV−1、HSV−2お
よびVZVのTK遺伝子のプライマー配列とプライマーの
特異性を示す図である。
【図2】 TK遺伝子のPCR生成物についてのインビ
トロ転写および翻訳の条件をTK活性により評価した図
である。測定値は、3回測定による平均値±SDで示し
た。
【図3】 インビトロで、PCR生成物の大きさ、転写
されたTK蛋白質の大きさと活性を測定した図である。
図中CはウイルスDNAのないコントロール反応の測定
結果である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウイルスのチミジンキナーゼ遺伝子の上
    流側にプライマーと蛋白質発現用プロモーターとを結合
    させ、チミジンキナーゼ遺伝子を増幅するとともにチミ
    ジンキナーゼを産生させ、得られたチミジンキナーゼを
    測定することを特徴とするアシクロビル耐性ウイルスの
    検出方法。
  2. 【請求項2】 ウイルスが単純ヘルペスウイルス1型
    (HSV−1)、単純ヘルペスウイルス2型(HSV−2)又
    は水痘帯状疱疹ウイルス(VZV)である請求項1記載の
    方法。
  3. 【請求項3】 蛋白質発現用プロモーターがT7プロモ
    ーター、lacプロモーター、tacプロモーター、t
    rpプロモーター、CMVプロモーター、LTR又はR
    αプロモーターである請求項1又は2に記載の方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110702669A (zh) * 2019-09-19 2020-01-17 湖北科益药业股份有限公司 一种快速阿昔洛韦凝胶含量测定的方法

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