JP2002502241A - クローン化されたヌクレオチド配列からの弱毒化パラインフルエンザウィルスワクチンの製造 - Google Patents

クローン化されたヌクレオチド配列からの弱毒化パラインフルエンザウィルスワクチンの製造

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Abstract

(57)【要約】 単離されたポリヌクレオチド分子は、組換えPIVワクチンの生成のための組換えPIVゲノム又はアンチゲノムを提供する。その組換えゲノム又はアンチゲノムは、単離された感染性PIV粒子を生成するために、ヌクレオチドタンパク質(N)、リンタンパク質(P)及び大きな(L)ポリメラーゼタンパク質と共に発現され得る。組換えPIVゲノム又はアンチゲノムは、所望する変化を生成するために、たとえば、生物学的に誘導されたPIV変異体からの弱毒化突然変異を組込むために、又はキメラPIVクローンを創造するために、すなわちワクチン使用のための弱毒化された免疫原ウィルスを生成するために修飾され得る。

Description

【発明の詳細な説明】 クローン化されたヌクレオチド配列からの弱毒化パラインフルエンザウィルスワ クチンの製造 発明の背景 ヒトパラインフルエンザウィルス(HPIV)、すなわちHPIV1,HPIV2、及びHP IV3は、乳児及び幼児における細気管支炎、偽膜性喉顎炎及び肺炎の主要原因で ある(Karronなど.,J .Infect.Dis.172:1445-50(1995);Collinsなど.“Par ainfluenza Viruses”,p.1205-1243;B.N.Fieldsなど.,eds.,Fields Viro logy ,3rd ed,vol.1.Lippincott-RaVen Publ.,Philadelphia(1996);Murph yなど.,Virus Res 11:1-15(1988))。それらのウィルスによる感染は、3才 以下の年齢の幼児に実質的な病的状態をもたらし、そして呼吸気管感染のために 乳児及び幼児間での約20%の入院の原因でもある。 HPIVに対する効果的なワクチン療法を開発するための相当な努力にもかかわら ず、いづれかのHPIV株に対しても、又はHPIV関連疾病の回復のためにも、改良さ れたワクチン剤は、まだ達成されていない。今日まで、わずか2種の弱毒化され た生PIVワクチン候補が特に注目されている。それらの候補の1つは、HPIV3に 対して抗原的に関連し、そしてHPIV3に対して動物を保護することが示されてい るウシPIV(BPIV)株である。BPIV3は、弱毒化され、遺伝的に安定しており、且 つヒト乳児及び幼児において免疫原性である(Karronなど,J .Inf.Dis.171:1 107-14(1995a);Karronなど.,J .Inf.Dis.172:1445-1450(1995b))。第2 のPIV3ワクチン候補、すなわちJS cp45は、HPIV3のJS野生型(wt)の低温適合 変異体 である(Karronなど,(1995b),前記;Belsheなど,J .Med.Virol.10:235-42 (1982))。この弱毒化された低温−継代された(cp)生PIV3ワクチン候補は 、感温性(ts)低温−適合性(ca)、及びインビボでのウィルス複製の後、安定 性である表現型を示す。cp45ウィルスは、実験動物においてヒトPIV3攻撃に対 して保護性であり、そして弱毒化され、遺伝的に安定しており、そしてセロネガ ティブヒト乳児及び幼児において免疫原性である(Hallなど,Virus Res 22:1 73-184(1992);Karronなど,(1995b),前記)。 HPIV3は、パラミクソウィルス(Paramyxovirus)科、モノネガビラレス(Monone gavirales)目のパラミクソウイルス属のメンバーである。そのゲノムは、長さ15 462個のヌクレオチド(nt)の一本鎖ネガティブ−センスRNAであり(Galinskiな ど,Virology 165:499-510,(1988);Stokesなど,Virus Res .25:91-103(1 992))、そして少なくとも8種のタンパク質をコードする(Collinsなど,前記, (1996);Galinski,前記,(1991);Spriggs及びCollins,J .Gen.Virol.67: 2705-2719,(1986))。それらの3種のタンパク質は、ヌクレオキャプシド、す なわちヌクレオキャプシドタンパク質N、リンタンパク質P及び大きなポリメラ ーゼサブユニットLを形成するために、RNAゲノムに関係している。3種の追加 のタンパク質、すなわちウィルス結合及び開放を仲介することが示されているユ トリックスタンパク質M、赤血球凝集素−ノイラミニダーゼタンパク質HN、及び 融合タンパク質Fは、エンベロープに関係している。2種の他のタンパク質、す なわちMN及びFは、PIVの中和及び保護抗原を表わす(Collinsなど,Filds Virol ogy 3rd ed.,1:1205-43(1996))。異なったPIV間でのそれらの2種の保護抗原 における有意な配列の相違が、それらの病原体に対する保護免疫性の型特異性の ための基礎である。 PIVのもう1つのタンパク質、すなわちCタンパク質は、Pタンパク質mRNAの オーバーラップ読取り枠(ORF)によりコードされ(Spriggs and Collins,1986)、 そしてDタンパク質はPシストロンのRNA修正により生成される(Galinskiなど ,Virology 186:543-50(1992))。P mRNAはまた、Vと呼ばれるシステインに 富んでいるドメインをコードする能力を有する内部ORFを含む。V ORFはまた、 他のパラミクソウィルスにも見出されており、そして典型的には、RNA修正によ り入手されるが、しかしこれはPIVに関する場合ではない。現在、PIV V ORFが発 現されるかどうかは知られていない。 PIVのウィルスゲノムはまた、ウィルスの複製及び転写のために必要とされる プロモーターを有する、遺伝子外リーダー及びトレイラー領域も含む。従って、 PIV遺伝子地図は、3’リーダーN−P/C/D−M−F−HN−L−トレイラー として表わされる。転写は3’末端で開始し、そして遺伝子境界で見出される短 い保存されたモチーフにより案内される連続的停止−開始機構により進行する。 個々の遺伝子の上流端は、そのそれぞれのmRNAの開始を方向づける遺伝子−開始 (GS)シグナルを含む。個々の遺伝子の下流端は、ポリアデニル化及び終結を方 向づける遺伝子−末端(GE)モチーフを含む。 cp45及び他のPIV3ワクチン候補における弱毒化突然変異の同定が種々の理由 のために興味あるものである。特に、それらの及び他のパラミクソウィルス、特 に、追加の7%の小児科入院の原因であるHPIV1及びHPIV2に対して使用するた めの臨床的に許容できるワクチンを提供するために、弱毒化の遺伝子基礎を理解 し、そして弱毒化されたHPIV3株の分子ウィルス学及び病因論を特徴づけること が有用であろう。それらの及び関連する目的を達成するためには、 cDNAからのwt表現型を有するウィルスを生成するための方法が、cp45ウィルスに おける突然変異がts,ca及びatt表現型を規定し、そしてBPIV3の遺伝子が弱毒 化表現型を規定することを決定するために必要とされる。 原型PIV3株、並びにJS wt HPIV3及びcp45株の完全なヌクレオチド配列は決 定されている(Stokesなど,前記,(1992);Stokesなど.,Virus Res 30:43-52 (1993))。それらの研究から、cp45株は、親JS wt HPIV3株に比較して、少なく とも17個のヌクレオチド置換(その8個の置換は、ウィルスタンパク質に対する 変化と相互関係する)を有することが示されている。しかしながら、それらの同 定された突然変異のどれが、所望の、たとえばts,ca、及びatt表現型を規定す るかどうかは、これまで示されたことはない。最近、非許容温度でのcp45の増殖 が、47885wt PIV3株のL遺伝子のcDNAクローンの同時発現により補足されるこ とが報告されており(Rayなど.,J .Virol.70:580-584(1996))、これは、L遺 伝子が、cp45の表現型に寄与する1又は複数の突然変異を含むことができること を示唆している。しかしながら、この研究の結果は、47885株がcp45のJS親と同 遺伝子型ではない(たとえば、前記2種のウィルスはヌクレオチドレベルで4% の差異があり、そしてLタンパク質が41のアミノ酸位置で異なる)事実によりわ かりにくい(Stokesなど,前記,(1992);公開された誤りがVirus Res.27:96 (1993)にあり;Virus Res 25:91-103)。また、この補完法は、cp45の全体 のts表現型へのL遺伝子突然変異の相対的寄与の明白な測定を提供していない。 PIV3及び他のRNAウィルスにおける弱毒化突然変異の獲得及び分析は、注目の 特定のウィルスについてのcDNAを操作する効果的方法を必要とする。PIVのため のcDNAを同定するこれまでの進歩にも かかわらず、この及び他のネガティブ−センスRNAウィルスのゲノムRNAの操作は 、困難であることがわかっている。これに関しての1つの主要障害は、それらの ウィルスの裸のゲノムRNAが非感染性であることである。 セグメント化されていないネガティブ鎖RNAウィルスの直接的な遺伝子操作の ための好都合な方法がつい最近、開発され始めている(総説のためには、Conzel mann,J .Gen.Virol.77:381-89(1996);Raleseなど,Proc .Natl.Acad.S ci.USA 93:11354-58,(1996)を参照のこと)。機能的ヌクレオカプシドは、T 7 RNAポリメラーゼプロモーターを担持し、そしてゲノム又はアンチゲノムRNA 、並びにN,P及びLタンパク質をコードする、別々にトランスフェクトされた プラスミドの細胞内同時発現から都合良く、生成されて来た。その細胞内cDNA発 現は、ワクシニア組換えウィルスにより同時感染せしめることによって生成され るT7 RNAポリメラーゼにより駆動される。このアプローチは最初に、cDNAによ りコードされたミニレプリコンの転写及び複製必要条件を決定するために使用さ れた。いくつかの成功が、ヌクレオカプシドN、リンタンパク質P及び大きなポ リメラーゼサブユニットLの存在下で、cDNAコードされたアンチゲノムRNAから 感染性狂犬病ウィルス、水疱性口内炎ウィルス(VSv)、麻疹ウィルス及びSendai ウィルスを獲得するためにそれらの一般的な方法の適用により達成されて来た( Garcinなど,EMBO J 14:6087-6094(1995);Lawsonなど,Proc .Natl.Acad.S ci.USA 92:4477-81(1995);Radeckeなど,EMBO J 14:5773-5784(1995);S chnellなど,EMBO J 13:4195-203(1994);Whelanなど,Proc .Natl.Acad. Sci.USA 92:8388-92(1995))。呼吸シンシチウムウィルス(RSV)がまた、cDNA コードのアンチゲノムから回収されているが、しかしこれはM2 ORF 1転写延長 因子をコードする追加のプラスミドの転写を必要とした(Collinsなど.,1995)。 感染性PIVウィルス及び他のモノネガビラレス(Mononegavirales)メンバーの獲 得は、それらのセグメント化されていないネガティブ−鎖RNAゲノムのために複 雑である。セグメント化されたゲノムウィルス、たとえばインフルエンザのゲノ ムリボヌクレオプロテイン複合体(RNP)は一般的に、サイズが小さく、そしてゆ るく(loosely)構成されており、そしてRNA及び必要とされるウィルスタンパクシ 質からインビトロで、アセンブルされ得る。しかしながら、PIV及び他のモノネ ガビラレスメンバーは、より大きく、且つよりきつく(tightly)構成されたRNPで あり、これらはインビトロで、機能的会合しにくい。さらに、HPIV3 P mRNAの コード能力は、同時転写“RNA編集”により複雑化される(Galinskiなど,Virol ogy 186:543-50(1992))。読取り枠におけるその得られるシフトは、PのN−末 端部分に融合されるキメラとして発現される内部ORFに近づく。さらに、HPIV3 は、上記に示されたように、キメラVタンパク質を発現するほとんどの他のパラ ミクソウィルスとは異なっているように見える。HPIV3編集からのその対応する タンパク質組はまだ同定されておらず、そしてHPIV3の内部V ORFは多くの翻訳 停止コドンにより編集部位から分離される。(Galinskiなど.(1992),前記)。 さらにもう1つの複雑化する要因は、BPIV3及びHPIV3による編集が、Pの上流 半分が第2内部ORFによりコードされるドメインに融合されている新規のキメラ タンパク質Dを生成することである(Peletなど,EMBO J 10:443-448(1991);G alinskiなど,前記,(1992))。そのDタンパク質は、他のパラミクソウィルスに おいて、カウンターパートを有さない。 前述の観点から、PIVに帰因する重大な健康問題、特にHPIV3に 帰因する、乳児及び幼児間で疾病を緩和するための安全且つ効果的なワクチンを 生成するための手段及び方法の早急な必要性が、当業界において存在する。非常 に驚くべきことには、本発明は、それらの及び他の関連する必要性を満たすもの である。 発明の要約 本発明は、感染性PIV中に、定義された予定の構造及び表現型変化を導入する ための新規手段及び方法を提供する。本発明の1つの態様においては、作用可能 に連結された転写プロモーター、PIVゲノム又はアンチゲノムをコードするポリ ヌクレオチド配列、及び転写ターミネーターを含んで成る単離されたポリヌクレ オチド分子が提供される。 PIVゲノム又はアンチゲノムは、ヒトもしくは非ヒトPIV配列、又は組換え的に 修飾されたそのバージョンであり得る。1つの態様において、ポリヌクレオチド 配列は、非ヒトPIV配列、たとえばウシPIV(BPIV)からの遺伝子又は遺伝子セグメ ントにより組換え的に連結されたヒトPIV配列を含んで成るキメラゲノム又はア ンチゲノムをコードする。さらなる例においては、ポリヌクレオチドは、非ヒト PIVからの配列及びヒト又は非ヒト起源の少なくとも1つの他のPIVのキメラをコ ードする。 他の態様においては、本発明は、組換えPIV(rPIV)ゲノム又はアンチゲノムを 含んで成る、単離された感染性PIV粒子を提供する。その単離された感染性PIV粒 子は、ウィルス又はサブウィルス粒子であり得る。本明細書において使用される 場合、サブウィルス粒子とは、完全なウィルス(たとえば、完全なゲノム又はア ンチゲノム、ヌクレオカプシド及びエンベロープを包含するアセンブルされたビ リオン)に存在する、構造要素、たとえば遺伝子セグメント、遺 伝子タンパク質、又はタンパク質機能ドメインを欠いているいづれかの感染性PI V粒子を意味する。従って、本発明のサブウィルス粒子の1つの例は、ゲノム又 はアンチゲノム、並びにN,P及びL遺伝子の生成物を含む感染性ヌクレオカプ シドである。他のサブウィルス粒子は、他の非必須構造要素の中で、非必須遺伝 子及び/又はそれらの生成物(たとえば、F.HN,M又はC)の部分的又は完全な 欠失又は置換により生成される。 単離された感染性PIV粒子は好ましくは、ヒトPIV、より好ましくはヒトPIV3 (HPIV3)である。本発明はまた、ウシ又はネズミPIV(BPIV又はMPIV)からの単 離された感染性粒子、及び複数の異なったPIVゲノムからのキメラ配列を含んで 成る粒子、たとえばHPIV3及びHPIV1からの、HPIV3及びHPIV2配列からの、又 はHPIV3及びBPIV配列から成るポリヌクレオチド配列を組込んでいる粒子を提供 する。 本発明の関連する観点においては、異種PIV、たとえばHPIV1,HPIV2,BPIV 又はMPIVからの少なくとも1つの配列に連結されたHPIV3からのヌクレオチド配 列を組込んでいる、単離された感染性PIV粒子が提供される。たとえば、HPIV3 の全遺伝子は、PIVの他の形からのカウンターパート遺伝子、たとえばPIV1又は PIV2のHN及び/又はF糖タンパク質遺伝子により置換され得る。あるいは、選 択された遺伝子セグメント、たとえばHPIV1又はHPIV2のHN又はFの細胞質末端 、トランスメンブランドメイン又はエクトドメイン(ectodomain)は、キメラタ ンパク質、たとえはPIV1又はPIV2のエクトドメインに融合された、PIV3の細 胞質末端及び/又はトランスメンブランドメインを有する融合タンパク質をコー ドする構造体を生成するために、カウンターパートのHPIV3遺伝子における対応 する遺伝子セグメントにより置換され得る。他の方法として、 1つのPIVからの遺伝子又は遺伝子セグメントは、得られるクローン内に新規の 免疫原性質を創造するために、異種PIVバックグラウンド内に付加され得る(す なわち、置換を伴わないで)。 他の修飾は、所望の表現型変更、たとえばPIPの弱毒化、感温性、低温適合性 、小さなプラークサイズ、宿主範囲制限、改良されたインビトロ増殖、又は免疫 原性エピトープの変化をもたらす変更をコードするよう選択された、ヌクレオチ ド挿入、転位、欠失、又は置換をPIVゲノム又はアンチゲノム中に導入すること によって生成され得る。本発明の1つの観点においては、生物学的に誘導された 、弱毒化されたPIVに存在する突然変異は、同定され、そして十分な長さのPIVク ローン中に個々に、又は組合して導入される。典型的には、それらの突然変異は 、野生型PIV対する、生物学的に誘導された変異体ウィルスにより示される単一 のアミノ酸変化、たとえばts,ca、又はatt表現型を有するPIV変異体により示さ れる変化である。生物学的に誘導された変異体PIVからのそれらの変化は、得ら れるウィルスにおける所望の特徴を規定するために組換えPIVクローン中に組込 まれる。典型的な突然変異は、HPIV3株JS cp45における弱毒化された表現型を 規定するアミノ酸変化を包含する。それらの中で、典型的な突然変異は、ts,ca 又はatt表現型を規定するPIVポリメラーゼ遺伝子L内に存在する突然変異、たと えばJS野生型PIV株のTyr942,Leu992,及び/又はThr1558で存在するアミノ酸置 換である。より詳細な観点においては、Tyr942がHisにより置換され、Leu992がP heにより置換され、そして/又はThr1558がIleにより置換されている弱毒化され たPIV組換え体が記載される。 所望の特性、たとえば弱毒化、感温性、低温適合性、小さなプラークサイズ、 宿主範囲の制限、等を生成するために感染性クローン のゲノム又はアンチゲノム中に選択された組換えで導入された複数の表現型−特 異的突然変異を有する組換えPIVがまた、本発明内に提供される。たとえば、生 物学的に誘導されたPIV変異体から採用された少なくとも2種の異なった突然変 異、たとえばHPIV3 JS cp45からの2種のts突然変異を組込むPIVクローンが提 供される。従って、多様に弱毒化されたウィルスが、同定された損傷の“メニュ ー”から突然変異を選択し、そしてそれらの突然変異を、ワクチンウィルスを、 弱毒化、免疫原性及び安定性の選択されたレベルに対応せしめるために種々の組 合せで導入することによって得られる。 さらなる態様においては、本発明は、生物学的に誘導されたPIVから採用され た1又は複数の突然変異の、同じか又は異なった遺伝子を包含する追加のタイプ の突然変異による補足を提供する。これに関しての突然変異のための標的遺伝子 は、ヌクレオカプシドタンパク質N、リンタンパク質P、大きなポリメラーゼサ ブユニットL、マトリックスタンパク質M,赤血球凝集素−ノイラミニダーゼタ ンパク質HN、融合タンパク質F並びにC,D及びV ORF生成物を包含する。好ま しい観点においては、生物学的に誘導されたPIVから採用された弱毒化突然変異 が、キメラPIV組換え体、たとえばHPIV3及びHPIV1の両者、又はHPIV及びBPIV 両ウィルスからのヌクレオチド配列を有するPIV組換え体内に導入される。 他の態様においては、本発明は、PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする1 又は複数の単離されたポリヌクレオチド分子から、感染性PIV粒子、たとえばウ ィルス又はサブウィルス粒子を生成するための方法を提供する(また、1997年5 月23日に出願された係属中のアメリカ合衆国特許出願第60/047575号を参照のこ と;それは引用により本明細書中に組込まれる)。それらの方法に従って、感染 性PIV粒子を生成するためには、PIVゲノム又はアンチゲノムをコ ードする単離されたポリヌクレオチド分子を含んで成る発現ベクターが、PIVの N,P及びLタンパク質をコードする1又は複数の単離されたポリヌクレオチド 分子を含んで成る発現ベクターと共に、細胞又は細胞−フリーシステムにおいて 同時発現され、それにより、感染性PIV粒子が生成される。 PIVゲノム又はアンチゲノム、並びにN,P及びLタンパク質は、単一の発現 ベクター、又は別々の発現ベクターにより同時発現され得る。他の態様において は、N,P及びLタンパク質は、別々の発現ベクターに基づいて、個々にコード される。 前記方法内においては、PIVゲノム又はアンチゲノムをコードするポリヌクレ オチド分子は、ヒト、ウシ又はネズミPIVのゲノム又はアンチゲノム配列に対応 することができる。あるいは、PIVコードのポリヌクレオチドは、ヒトPIVゲノム 又はアンチゲノム配列及び少なくとも1つの非ヒトPIVゲノム又はアンチゲノム 配列のキメラであり得る。感染性PIVを生成するための追加の方法においては、P IVゲノム又はアンチゲノムをコードするポリヌクレオチドは、複数のヒトPIVゲ ノムのキメラ、たとえは1又は複数の関連する形のヒトPIV、たとえばヒトPIV1 又はヒトPIV2からの配列に連結される、HPIV3からの配列を含むポリヌクレオ チドである。ヒトPIV3の個々の遺伝子は、キメラPIVをコードする修飾されたゲ ノム又はアンチゲノムを生成するために、異種PIVからのカウンターパート遺伝 子、たとえばPIV1又はPIV2のHN及びF糖タンパク質遺伝子により置換され得る 。あるいは、選択された異種遺伝子セグメント、たとえばHPIV1又はHPIV2のHN 又はFの細胞質末端、トランスメンブランドメイン又はエクトドメインは、キメ ラタンパク質、たとえばPIV1又はPIV2のエクトドメインに融合されたPIV3の 細胞質末端及び/又はトランスメンブランドメインを有する融合タ ンパク質をコードする構造体を生成するために、異なったPIV型又は異なった遺 伝子、たとえばHPIV3のHN又はFにおけるカウンターパートの遺伝子セグメント により置換され得る。 感染性PIVを生成するためのさらにもう1つの方法においては、PIVゲノム又は アンチゲノムは、ヒトPIVゲノム又はアンチゲノム配列、及び少なくとも1つの 非ヒトPIV配列のキメラ、たとえはヒト及びウシの両PIVからの配列を含むポリヌ クレオチドを生成するために修飾される。 感染性PIVを生成するための他の方法においては、PIVゲノム又はアンチゲノム が、所望の表現型の変更、たとえばPIVの弱毒化、感温性、低温適合性、小さな プラークサイズ、宿主範囲制限、又は免疫原性エピトープにおける変化をもたら す変更をコードするよう選択された、ヌクレオチドの挿入、転位、欠失又は置換 により修飾される。あるいは、PIVゲノム又はアンチゲノムをコードするポリヌ クレオチド分子は、意図された宿主において保護免疫応答を誘発することができ る非−PIV分子、たとえばサイトカイン、T−ヘルパーエピトープ、制限部位マ ーカー、又は異なった微生物病原体(たとえば、ウィルス、細菌又は菌類)のタ ンパク質をコードするよう修飾され得る。1つの態様においては、PIVゲノム又 はアンチゲノムは、ヒトRSV、又は麻疹ウィルスからのタンパク質をコードする よう修飾される。 本発明の他の態様においては、PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする単離 されたポリヌクレオチド分子を含んで成る発現ベクター、並びにPIVのN,P及 びLタンパク質をコードする1又は複数の単離されたポリヌクレオチド分子を含 んで成る発現ベクターを組込む、細胞又は細胞−フリー発現システム(たとえば 、細胞−フリー溶解物)が提供される。発現に基づいて、ゲノム又はアンチゲノ ム、並びにN,P及びLタンパク質が、感染性PIV粒子、たとえばウィルス又は サブウィルス粒子を生成するために結合する。PIVゲノム又はアンチゲノムをコ ードする単離されたポリヌクレオチド分子、並びにPIVのN,P、及びLタンパ ク質をコードする1又は複数の単離されたポリヌクレオチド分子は、単一のベク ターにより発現され得、又は1もしくは複数のN,P及びLタンパク質は、複数 の別々のベクター中に組込まれ得る。 図面の簡単な説明 図1は、HPIV3ゲノムRNAの完全なコピーをコードするプラスミドp218(131 )の構成を示す。p218(AA'CC'DE)のダイアグラム(上部左)は、HPIVゲノ ムのヌクレオチド1に隣接するδリボザイム及びT7ターミネーターの位置を示 す。p(EFF'GHIJKL)の上部右のダイアグラムは、7個の配列決定マーカー (星印)(下記図2を参照のこと)、及びHPIV3のヌクレオチド15462に隣接するT 7 プロモーターの位置を示す。十分な長さのゲノムcDNAを構成するために使用 される15のオーバーラップするクローンが、2種のプラスミドの外部上に文字に より示される。ユニーク制限部位NgoMI及びXhoIが、底部に示されるHPIV3の完 全なネガティブ−センスのゲノムRNAをコードするp218(131)をクローン化す るために使用された。JSと組換えJSとを区別するp218(131)における個々の配 列決定マーカーの位置は星印により示される。 図2は、HPIV3のHN(1)及びL(2)遺伝子のcDNAによりコードされたゲノ ムRNAにおける配列マーカーを示す。配列はネガティブセンスであり、突然変異 はボックスで囲まれている。 1)7903での非コードnt置換は、JS wtからHgaI部位を除く。7913及び7915で のJS cDNAにおけるヌクレオチド置換は、ScaI部 位を創造し、そしてアミノ酸370をプロリンからトレオニンに変え、mAb170/7 及び423/6により認識される抗体エピトープを除去する。また、HN遺伝子は、 これまで認識されたことがないnt7593での追加の点突然変異を含むことが見出さ れた。これは、HNタンパク質におけるアミノ酸位置263でのトレオニンのイソロ イシンへの変化をもたらす。 2)プラスミド構成又はアセンブリーの間に生じた、JS cDNAのL遺伝子にお ける3種の偶発的な非コード突然変異。 図3は、PIV3−CAT cDNA(上部;環状プラスミドとして描かれている)、及 びコードされたミニゲノムRNA(低部;一本鎖のネガティブ−センスRNA(3’→ 5’)として描かれている)の図を包含する。 プラスミド:T7プロモーターは、転写の方向を示す黒の矢印として示される 。位置は、δリボザイム、T7転写ターミネーター、挿入されたワクシニアウィ ルス転写ターミネーター(T7CT及びT5AT)、制限酵素部位、及びコードされたミ ニゲノムの種々のドメインのためのコード配列に関して示される。 ミニゲノムRNA:ミニゲノムの5’(右側)端は、2種の非ウィルスG残基の 延長に寄与する、T7 RNAポリメラーゼのためのプロモーターにより定義される 。それらは、長さの計算には包含されない。3’端は、リボザイムにより定義さ れ、そしていづれの異種ヌクレオチドも有さない。PIV3−特異的領域は、空白 のボックスとして示される。CAT ORFは、影がつけられており、そして翻訳開示 (UAC)及び終結(AUU)コドンのネガティブ−センス相補体が示される。ヌクレオ チド位置は、最とも短い898−ヌクレオチドのミニゲノムに従って示される。特 定領域のヌクレオチドの長さは、括弧内に示される。位置90〜124(3’→5’ 、ネガティブ−センス)の 配列が底部に示され;PIV3−特異的配列には下線が引かれており、ワクシニア ウィルス転写ターミネーターの相補体には上線が引かれており、XbaI部位の相 補体はイタリック体で示されており、そしてCAT ORFのための翻訳開始コドンの 相補体は太字で示されている。PIV3−CAT 0〜+6をもたらす、0〜6個のG 残基が挿入された部位が、示される。略語:GS,転写遺伝子−開始モチーフ;GE ,転写遺伝子−末端終結/ポリアデニル化モチーフ;NT,非翻訳遺伝子配列。 図4は、ミニゲノムPIV3−CAT 0〜+6によるCAT酵素の発現を示す。細胞は 、示されるPIV3−CATミニゲノム、並びにN,P及びLタンパク質をコードする プラスミドによりトランスフェクトされ、そしてT7RNAポリメラーゼを発現す るワクシニアウィルス組換えvTF7−3により同時に感染された。溶解物が感染の 48時間後に調製され、そして3000個の細胞を示すサンプルがCAT活性について分 析された。活性は、6の倍数である+2ミニゲノムに対して、100として示され る。Lプラスミドが除去されているサンプルは、それらの条件下で検出できるCA T活性を有さなかった。 図5A及び5Bは、PIV3−CATミニゲノム0〜+6によるミニ−アンチゲノム RNAの合成を示す。細胞が図4に記載されるようにしてトランスフェクトされ、 そして感染された。但し、Nプラスミド(レーン1)又はLプラスミド(レーン 2)が削除された対照を除く。個々の場合において、トランスフェクトされたPI V3−CATミニゲノムプラスミドが示される。細胞溶解物がトランスフェクション の48時間後に調製され:1つのアリコートはミクロコッカスヌクレアーゼにより 処理され(処理された)、そして第2のアリコートは擬似(mock)処理され(処 理されていない)、続いてRNA精製のために処理された。RNAは、ネガティブ−セ ンスCATリボプロー ブとのノザンブロットハイブリダイゼーションにより分析された。ヌクレアーゼ 処理のマーカー及び対照として、RSV−CAT C2ミニゲノム(Grosfeldなど.,J .Virol. 69:5677-5686(1995)、引用により本明細書中に組込まれる)がRSV N ,P及びLタンパク質により補完され、そして同時に処理された(レーン10)。 ハイブリダイズされたブロットのオートラジオグラムが、図5Aに示される。図 5Bは、+2ミニゲノムに対するハイブリダイゼーションの量が、処理された及 び処理されていないサンプルに関して別々に計算されているホスホルイメージャ ー(phosphorimager)分析を示す。 図6A及び6Bは、PIV3−CATミニゲノム0〜+6による、ポリアデニル化さ れたmRNAの分析を示す。図5A及び5Bに示されるのと同じ実験からの細胞のア リコートを用いて、全細胞内RNAを、感染の48時間後に収穫し、そしてネガティ ブ−センスCATリボプローブとのノザンブロットハイブリダイゼーションにより 分析される、結合された及び結合されていない画分に、オリゴ(dT)クロマトグ ラフィーにより分別した。図6Aは、ハイブリダイズされたブロットのオートラ ジオグラムを示す。図6Bは、ハイブリダイゼーションの量が+2ミニゲノムの 結合されたRNA画分に対して標準化されているホスホルイメージャー分析を示し 、2dは、結合された画分及び結合されていない画分に関して、別々に計算され た。 図7A及び7Bは、PIV3−CATミニゲノム0〜+6をコードするプラスミドに 応答しての細胞内ミニゲノムの蓄積を示す。これは、図5A及び5Bに示される 実験の継続である。従って、ミニゲノム並びにN,P及びLタンパク質をコード するプラスミドによりトランスフェクトされ、そしてvTF7−3により感染され た細胞を、トランスフェクションの48時間後に収穫し、そして細胞溶解物を調製 した。溶解物の1つのアリコートを、ミクロコッカスヌクレアー ゼにより処理し(処理された)、そして他を、擬似(mock)処理し(処理されて いない)、続いて、RNA精製のために処理した。RNAを、ポジティブ−センスCAT リボプローブとのノザンブロットハイブリダイゼーションにより分析し、他方図 5Aにおいては、リボプローブは、ネガティブ−センスであった。図7Aは、ハ イブリダイズされたブロットのオートラジオグラムを示す。図7Bは、+2ミニ ゲノムに対してのハイブリダイゼーションの量が、処理された及び処理されてい ないサンプルに関して、別々に計算されているホスホルイメージャー分析を示す 。 図8〜10は、p3/7(131)2Gの構成を示す。p3/7(131)2Gは、完全な ポジティブ−センスHPIV3アンチゲノムをコードし、そしてアンチゲノムのT7 プロモーターとヌクレオチド1との間に2つのG残基を含む。その構成は、ネガ ティブ−センスゲノムをコードするcDNA218(131)の左及び右半分の別々の修飾 に関与した。同じ手段を用いて、2つのG残基が除去されていることを除いて、 p3/7(131)2Gに対して同一である第2のcDNA、すなわちp3/7(131)を構 成した。 図8は、p218(AA'CC'DE)のリボザイム及びT7転写ターミネーターを、 2つのG残基を含むT7プロモーターにより置換することによって実施される、 p(Left+2G)の構成を示す。p218(AA'CC'DE)は、T7プロモーターを導 入された左側PCRプライマーを用いて、HPIV3ゲノムの左側の1224個のヌクレオ チド(右側の長方形のラベルされた“PIV3seq.”)を増幅するPCRにおいて鋳型 として使用された。このPCRフラグメントを、p218(AA'CC'DE)のMluI−Pml Iウインドウ中にクローン化し、p(Left−2G)をもたらした。 図9は、ポジティブ−センス(アンチゲノム)鎖においてPIV3 ヌクレオチド15642に隣接して配置されるリボザイム及びT7ターミネーターに よりp(EFF'GHIHKL)のT7プロモーターを置換することによって実施される p(Right+)の構成を示す。p(EFF'GHIHKL)が、δリボザイムの一部(天然 に存在するRsrII部位を含む)を付加した突然変異誘発オリゴヌクレオチドを用 いて、右側の649個のヌクレオチドのHPIV3ゲノム(左側の長方形のラベルされ た“PIV3seq.”)を増幅するPCRにおいて鋳型として使用された。このPCR生成 物を、p3/7のRsrII−BssHIIウインドウ中にクローン化し、pPIV3−3/7 を生成し、従って、T7ターミネーターを端に有する完全なリボザイムを再構成 した。pPIV3−3/7のSwaI−NgoMIフラグメントを、p(EFF'GHIHKL)のSw aI−NgoMIウインドウ中にクローン化し、p(Right+)をもたらした。7個の配 列マーカーの位置は、星印により示される。 図10は、p3/7(131)2Gの構成を示す。p(Right+)のNgoMI−XhoIフラグ メントを、p(Left+2G)のNgoMI−XhoI窓中にクローン化し、p3/7(131 )2Gをもたらした。HPIV3遺伝子の位置は示されている。配列マーカーの位置 は星印により示される。 図11は、ネガティブ−センスの組換えPIV3の配列確認を示す。7903,7913及 び7915での突然変異を包含する1379bpのフラグメント(ヌクレオチド7334−8713 )を、感染された細胞からのRNAのRT-PCRにより生成し、そしてサイクル−配列 決定により分析した。JSから組換えPIVを分化する突然変異は、矢印により示さ れる。nt7897〜7922の完全な配列が、太字で示される3種のヌクレオチド差異と 共に、個々のゲルの次の端に示される。 図12は、Lタンパク質配列における位置942,992及び1558でのアミノ酸置換を 有するPIV3 L cDNAを含む、プラスミドpTM(L)942 /992/1558の地図を提供する。個々のコード変化の相対的位置が、マーカーと して故意に除去された天然に存在する制限部位及びaa差異と共に示される。クロ ーニングのために使用される制限部位(SphI,PinAI,BamHI及びNheI)が示され る。矢印は、Lタンパク質コード配列の方向を示し、そしてアミノ酸位置に従っ て番号づけされている。 図13は、本発明内の代表的な突然変異を担持する組換えPIV3ウィルスの図示 である。 図14は、PIV3 HN及びF ORFがPIV1のそれらにより置換されているキメラPIV 3−PIV1アンチゲノムをコードするcDNAの構成を示す。最初に(底部左から開 始して)、PIV3 F及びHN遺伝子を、十分な長さのPIV3 cDNAクローンp3/ 7(131)2G(パネルA)からサブクローン化し(BspEII−XhoI及びEcoRI−Spe Iフラグメントとして)、それぞれpLit.PIV3.F3a及びpLit.PIV3.NH4(パ ネルB)を生成した。PCR突然変異誘発(パネルC)を実施し、PIV3 F及びHN 遺伝子の完全なコード領域を欠失し、そして新しい制限部位(ボックスにより囲 まれる)を導入した。PIV1 F及びHN cDNAを、RT−PCRにより感染された−細 胞RNAから調製し、そしてpLITMUS28中にクローン化した(パネルD)。それらの クローン、すなわちpLit.1Fwt及びpLit.1HNwtを、PIV3欠失において導入さ れた制限部位と適合する新規制限部位を導入するためにそれらの開始及び停止コ ドンでのPIV1 F及びHN遺伝子の修飾のための鋳型として使用した(パネルE )。キメラF及びNH遺伝子が、pLit.PIV3−1.Fhc及びpLit.PIV3−1.HNh cを生成するために、PIV3欠失中にPIV1コード領域を導入することによって構 成された(パネルF)。キメラF及びHNを一緒にアセンブルし、pSE.PIV3−1 .hcを生成した(パネルG)。F及びHNキメラ セグメントを、十分な長さのPIV3クローンp3/7(131)2G中に、そのBspEI −SphIフラグメントを置換することによって導入し、pFLC.2G−.hを生成し た(パネルH)。遺伝子間の小さなボックスは、遺伝子末端、遺伝子間、及び遺 伝子開始領域を示し、そして線は非コード領域を示す。濃い色の部分はPIV1か らであり、空白のボックスはPIV3からである。黒色の矢印はT7プロモーター を示し、そして黒色のボックスは肝炎δウィルス(HDV)のリボザイムを示す。 図15Aは、キメラrPIV3−1のキメラHN及びF遺伝子(中間)と共に、rPIV3 /JS(上部;他方では、本明細書において、rJS及びJS wt rPIV3として言及さ れる)及びPIV1/Wash64(底部)のHN及びF遺伝子の図である。PIV3からPIV 1への配列移行を含む4種の連結領域がボックスで囲まれており、そしてIから IVまで番号づけされている。遺伝子間の個々の小さなボックスは、遺伝子末端、 遺伝子間及び遺伝子開始領域を示し、そしてラインは非コード領域を示す。図14 Bにおいて使用される、PIV3 M及びL遺伝子に対して特異的な(上部でのプラ イマー対A)、又はPIV1 M及びHN遺伝子に対して特異的な(底部でのプライ マー対B)RT−PCRプライマーが、矢印により示される。 図15Bは、鋳型としてビリオンRNA(vRNA)、及び図14Aに記載されるPIV3−又 はPIV1−特異的プライマー対を用いて生成されたRT−PCR生成物の評価を示す。 逆転写段階は、PCR生成物がRNAに由来することを確かめるために、示されるよう に、個々の鋳型の重複体においては削除された。rP1V3−1に関しては、PIV3 −特異的プライマー対Aが予測される4.6kbの生成物を生ぜしめ、そしてrPIV3 −1に存在しないPIV−1配列に対して特異的なプライマー対Bは生成物を生成 しなかった。rPIV3/JS(rPIV3としてラベル される)又はPIV1/Wosh64(PIV1としてラベルされる)vRNAを用いての陽性対照 が同時に示されている。 図16は、決定された、図14Bに示されるrPIV3−1のRT−PCR生成物におけるP IV3−PIV1連結の配列を示す。4種の連結領域(領域I−IV)の個々のための 配列が示されており、そしてrPIV3/JS(上部ライン)及びPIV1/Wash64(下 部ライン)のその対応する領域(RT−PCR生成物から同時に配列決定された)と 共に一列配列されている。垂直の棒は配列同一性を示し、そしてボックスで囲ま れた領域は導入された突然変異及び制限部位を示す。キメラF遺伝子におけるGl nのGluコドンへの変化が濃いボックスにより示される。開始及び停止コドンは下 線が引かれている。 図17は、rPIV3(左)又はPIV1(右)に比較しての、rPIV3−1のRT−PCR生 成物の領域III(左)及びIV(右)についての配列決定ゲルを示す。開始及び停 止コドンはボックスにより示され、制限部位は矢印により示される。 図18は、組織培養物における親及びキメラPIVの多サイクル増殖を示す。LLC− MK2細胞単層培養物を、0.01のMOIでウィルスにより接種し、そしてウィルス感 染された細胞を、トリプシンの存在下で32℃でインキュベートした。組織培養物 上清液を24時間の間隔で収穫し、そしてウィルス−感染された培養物を同定する ために、赤血球吸着を用いての同じTCID50アッセイにおいて分析した。個々の点 は、示されるS.E.と共に、3種の別々の培養物の平均力価を表わす。水平の点 線は、ウィルス検出の下限を示す。 図19は、pFLC.2G+.hc、すなわちキメラウィルスrPIV3−1のアンチゲノ ムcDNAクローン中への3種のL遺伝子突然変異の導入を示す。pTM(L)942/992 /1558(A)は、cp45に見出される3種の突然変異を担持するL遺伝子のプラス ミドクローンである。PIV 3 Lタンパク質におけるアミノ酸位置942での突然変異は、tyr(wt)→his(cp45) の置換であり、そして近くのEaeI部位はこの部位を示すために削除された。同 様に、992突然変異はleu→phe変化であり、そしてBsrI部は削除され、そして15 58突然変異はthr→ile変化であり、そしてAvaII部位は削除された。pTM(L)942 /992/1558に存在する2.9kbのSphI−NheIフラグメントを、pFLC.2G+hc( B)、すなわちrPIV3−1の十分な長さのcDNAクローンを担持するプラスミド中 に導入し、pFLC+hc.cp45L(C)を得た。(B)及び(C)における構造体に 関しては、黒色のボックスはD型肝炎ウィルスのリボザイム及びT7ターミネー ターの位置を示し、そして濃い領域はPIV1 HN及びF ORFであり、そして空白の ボックスはPIV3に由来する配列を示す。pFLC.2G+hc.cp45Lをトランスフ ェクションに使用し、rPIV3−1.cp45Lと命名された、弱毒化されたキメラ組 換えウィルスを生成した。 特定の態様の記載 本発明は、単離されたポリヌクレオチド分子、好ましいcDNAから感染性PIVを 生成し、そして修飾するための組成物及び方法を提供する。感染性PIV粒子は、 感染性PIV中への定義された変化の導入を可能にする組換え同時発現系により生 成される。それらの修飾は、広範囲の種類の用途、たとえば予定された、定義さ れた弱毒化突然変異を担持する弱毒化された生存ワクチン株の開発において有用 である。 本発明の感染性PIVは、転写、複製ヌクレオカプシドを生成するために必要な ウィルスタンパク質をコードする1又は複数のポリヌクレオチドと一緒に、PIV ゲノム又はアンチゲノムRNAをコードする1又は複数の単離されたポリヌクレオ チド分子の細胞内又は細胞 −フリーの同時発現により生成される。感染性PIVを生成するための同時発現の ために有用なウィルスタンパク質の中には、次のものが存在する:主要ヌクレオ カプシドタンパク質(N)、ヌクレオカプシドリンタンパク質(P)、大きな( L)ポリメラーゼタンパク質、融合タンパク質(F)、赤血球凝集素−ノイラミ ニダーゼ糖タンパク質(NH)、及びマトリックス(M)タンパク質。PIVのC,D 及びV ORFの生成物もまた、本発明において有用である。 PIVゲノム又はアンチゲノムをコードするcDNAが、感染性PIVを形成するために 、必要なウィルスタンパク質による細胞内又はインビトロ同時発現のために構成 される。“PIVアンチゲノム”とは、子孫PIVゲノムの合成のための鋳型として作 用する単離されたポジティブ−センスのポリヌクレオチド分子を意味する。好ま しくは、転写し、複製するヌクレオカプシドを生成するのに必要なタンパク質を コードする相補的配列のポジティブ−センスの転写体によるハイブリダイズの可 能性を最少にするために、複製性中間体RNAに対応するPIVゲノム、又はアンチゲ ノムのポジティブ−センスバージョンであるcDNAが構成される。 本発明のいくつかの態様においては、組換えPIV(rPIV)のゲノム又はアンチゲ ノムは、それによりコードされるウィルス又はサブウィルス粒子を感染性にする のに必要なそれらの遺伝子又はそれらの一部を単に含む必要がある。さらに、前 記遺伝子又はそれらの一部は、1よりも多くのポリヌクレオチド分子により供給 され得、すなわち1つの遺伝子は別々のヌクレオチド分子からの相補性又は同様 のものにより供給され得る。他の態様においては、PIVゲノム又はアンチゲノム は、プラスミド又はヘルパー細胞系により提供されるヘルパーウィルス又はウィ ルス機能の関係を伴わないで、ウィルス増殖、複製及び感染のために必要なすべ ての機能をコードする。 “組換えPIV”とは、組換え発現系に直接的に又は間接的に由来するか又はそ れらから生成されるウィルス又はサブウィルス粒子から増殖された、PIV又はPIV 株ウィルス又はサブウィルス粒子を意味する。組換え発現系は、PIV遺伝子発現 において調節的な役割を有する少なくとも1つの遺伝子要素又は複数の遺伝子要 素、たとえはプロモーター、PIV RNA中に転写される構造又はコード配列、及び 適切な転写開始及び終結配列のアセンブリーを含んで成る組換え発現ベクターを 用いるであろう。 cDNA−発現されたPIVゲノム又はアンチゲノムから感染性PIVを生成するために は、ゲノム又はアンチゲノムが、(i)RNA複製できるヌクレオカプシドを生成 し、そして(ii)子孫ヌクレオカプシドを、RNA複製及び転写の両者のために有 能にするのに必要なそれらのPIV N,P及びLタンパク質と共に同時発される。 ゲノムヌクレオカプシドによる転写は、他のPIVタンパク質を提供し、そして生 産性感染を開始せしめる。他方では、生産性感染のために必要とされる追加のPI Vタンパク質は、同時発現により供給され得る。 上記ウィルスタンパク質と共にPIVアンチゲノム又はゲノムの合成はまた、た とえば組合された転写−翻訳反応、続く細胞のトランスフェクションを用いて、 インビトロ(細胞−フリー)で達成され得る。他方では、アンチゲノム又はゲノ ムRNAは、インビトロで合成され、そしてPIVタンパク質を発現する細胞中にトラ ンスフェクトされ得る。 本発明の一定の態様においては、転写し、複製するPIVヌクレオカプシドを生 成するのに必要なタンパク質をコードする相補的配列が、1又は複数のヘルパー ウィルスにより供給される。そのようなヘルパーウィルスは、野生型でも又は変 異体でもあり得る。好ましくは、ヘルパーウィルスは、PIV cDNAによりコードさ れるウィルス とは、表現型的に区別され得る。たとえば、ヘルパーウィルスとは免疫学的に反 応するが、しかしPIV cDNAによりコードされるウィルスとは反応しないモノクロ ーナル抗体を供給することが所望される。そのような抗体は、中和抗体であり得 る。いくつかの態様において、前記抗体は、組換えウィルスからヘルパーウィル スを分離するためにアフィニティークロマトグラフィーにおいて使用され得る。 そのような抗体の獲得を助けるためには、突然変異が、たとえばHN又はF糖タン パク質遺伝子に、ヘルパーウィルスからの抗原多様性を付与するためにPIV cDNA 中に導入され得る。 本発明の他の態様においては、N,P,L及び他の所望のPIVタンパク質は、 ゲノム又はアンチゲノムをコードするベクターと同じか又は異なる1又は複数の 非ウィルス性発現ベクターによりコードされる。追加のタンパク質が、所望によ り含まれ得、その個々のタンパク質はそれ自体のベクターにより、又は1もしく は複数のN,P,L及び他の所望するPIVタンパク質、又は完全なゲノムもしく はアンチゲノムをコードするベクターによりコードされる。トランスフェクトさ れたプラスミドからのゲノム又はアンチゲノム、及びタンパク質の発現は、たと えばT7RNAポリメラーゼのための発現系、たとえばT7RNAポリメラーゼを発現 するワクシニアウィルスMVA株組換え体による感染、トランスフェクション又は トランスダクションにより供給される、T7RNAポリメラーゼのためのプロモー ターの制御下にある個々のcDNAにより達成され得る(Wyattなど.,Virology,210 :202-205(1995);引用により本明細書に組込まれる)。ウィルスタンパク質 、及び/又はT7RNAポリメラーゼはまた、形質転換された哺乳類細胞により、 又は予備形成されたmRNAもしくはタンパク質のトランスフェクションにより供給 され得る。 PIVアンチゲノムは、PIV mRNA又はゲノムRNAの逆転写されたコ ピーのポリメラーゼ鎖反応又は同様のもの(PCR;たとえば、アメリカ特許第4,68 3,195号及び第4,683,202号、及びPCR Protocols:A Gudide to Methods and App lications,Innisなど.,eds.,Academic Press,San Diego(1990);個々は引 用により本明細書中に組込まれる)により、完全なアンチゲノムを凝集体におい て表わすクローン化されたcDNAセグメントをアセンブルすることによって、本発 明への使用のために構成され得る。たとえば、適切なプロモーター(たとえば、 T7RNAポリメラーゼプロモーター)から、アンチゲノムの左側端までを含むcDN Aを含んで成る第1構造体が生成され、そして適切な発現ベクター、たとえばプ ラスミド、コスミド、ファージ、又はDNAウィルスベクターにおいてアセンブル される。ベクターは、突然変異誘発、及び/又はアセンブリーを促進するよう企 画されたユニーク制限部位を含む合成ポリリンカーの挿入により修飾され得る。 容易な調製のためには、N,P,L及び他の所望するPIVタンパク質は、1又は 複数の別々のベクターにおいてアセンブルされ得る。アンチゲノムプラスミドの 右側端は、所望により、追加の配列、たとえばフランキングリボザイム及びタン デムT7転写ターミネーターを含むことができる。リボザイムは、単一の非ウィ ルス性ヌクレオチドを含む3’末端を生成するハンマーヘッド型(たとえば、Gr osfeldなど,(1995),前記)であり得、又は他の適切なリボザイム、たとえば非 −PIVヌクレオチドを有さない3’末端を生成する肝炎デルタウィルス(Perrott aなど,Nature 350:434-436(1991);引用により本明細書に組込まれる)のリ ボサイムのいづれかであり得る。次に、左側及び右側端が、共通する制限部位を 通して連結される。 種々のヌクレオチド挿入、欠失及び転位が、cDNAの構成の間、又はその後で、 PIVゲノム又はアンチゲノムにおいて行なわれ得る。 たとえば、特定の所望のヌクレオチド配列が、合成され、そして常用の制限酵素 部位を用いて、cDNAにおける適切な領域で挿入され得る。他方では、そのような 技法、たとえば部位特異的突然変異誘発、アラニンスキャンニング、PCR突然変 異誘発、又は当業界において良く知られている他のそのような技法が、cDNA中に 突然変異を導入するために使用され得る。 ゲノム又はアンチゲノムをコードするcDNAを構成するためのもう1つの手段は 、サブユニットcDNA成分の数を、1又は2つなどの少ない断片に減じるために、 改良されたPCR条件(たとえば、Chengなど,Proc .Natl.Acad.Sci.USA 91:5 695-5699(1994)に記載のような;これは引用により本明細書中に組込まれる)を 用いての逆転写−PCRを包含する。他の態様においては、異なったプロモーター (たとえば、T3,SP6)、又は異なったリボザイム(たとえば、肝炎デルタウ ィルスのリボザイム)が使用され得る。異なったDNAベクター(たとえば、コス ミド)が、大きなサイズのゲノム又はアンチゲノムを良好に提供するための増殖 のために使用され得る。 ゲノム又はアンチゲノムをコードする単離されたポリヌクレオチド(たとえは 、cDNA)は、生産性PIV感染を支持することができる細胞、たとえばHEp−2,FR hL−DBS2,LLC−MK2,MRC−5及びVero細胞中にトランスフェクション、エレク トロポレーション、機械的挿入、トランスダクション又は同様の手段により挿入 され得る。単離されたポリヌクレオチド配列のトランスフェクションは、たとえ ばリン酸カルシウム−介在性トランスフェクション(Wiglerなど.,Cell 14:725 (1978);Corsumo and Pearson,Somatic Cell Genetics 7:603(1981);Gra ham and Van der Eb,Virology 52:456(1973))、エレクトロポレーション(Neun lannなど,EMBO J 1:841-845(1982)),DEAE−デキストラン介在性トランスフェクション(Ausube lなど,(ed.)Current Protocols in Molecular Biology John Wiley and Sons ,Inc.,NY(1987))、カチオン性脂質介在性トランスフェクション(Hawley−Nel sonなど,Focus 15:73-79(1993))、又は市販のトランスフェクション試薬、た とえばLi 手段により、培養された細胞中に導入され得る(前記個々の引例は、引用により 本明細書中に組込まれる)。 上記で示されたように、本発明のいくつかの態様においては、N,P,L及び 他の所望するPIVタンパク質は、ゲノム又はアンチゲノムをコードするウィルス とは、表現型的に区別できる1又は複数のヘルパーウィルスによりコードされる 。N,P,L及び他の所望のPIVタンパク質はまた、ゲノム又はアンチゲノム、 及びその種々の組合せをコードするベクターと同じか又は異なる1もしくは複数 の発現ベクターによってもコードされ得る。それ自体のベクターにより、又は1 又は複数のN,P,L及び他の所望するPIVタンパク質、又は完全なゲノム又は アンチゲノムをコードするベクターによりコードされる追加のタンパク質が、所 望により含まれ得る。 本発明の組成物及び方法は、選択されたPIVタンパク質の機能又は発現を変更 するために、たとえば、定義された突然変異を用いて、PIV分子生物学及び病原 性機構の分析及び操作を可能にする。それらの方法及び組成物を用いれば、偶発 的なサイレント突然変異と所望の表現型変化を担当する突然変異とを容易に区別 し、そしてワクチン生成のために組換えPIVゲノム又はアンチゲノム中への組込 みのための表現型−特異的突然変異を容易に選択することができる。 本発明内に提供されるPIVの修飾は、たとえばウィルス弱毒化及 びワクチン免疫原性を増強するために、不所望の免疫病理学に関係するエピトー プを削除するために、抗原ドリフトを提供するために、改良されたワクチンウィ ルスの生成に向けられる。それらの及び他の目的を達成するためには、本発明の 組成物及び方法は、感染性組換えPIV中への組込みのためのPIVゲノム又はアンチ ゲノム中への広範囲の種類の修飾の導入を可能にする。たとえば、保護抗原又は エピトープをコードする外来性遺伝子又は遺伝子セグメントが、保護抗原が由来 するPIV及びもう1つのウィルス又は剤の両者に対する免疫性を誘発することが できるPIVウィルス株を生成するためにPIVクローン内に付加され得る。あるいは 、ワクチンウィルスの免疫原性を増強するために、免疫系のモジュレーター、た とえばサイトカインをコードする外来性遺伝子が、全部又は一部、挿入され得る 。 本発明のPIVクローン内に包含され得る他の突然変異は、たとえば、異種遺伝 子又は遺伝子セグメント(たとえば、糖タンパク質遺伝子の細胞質末端をコード する遺伝子セグメント)の、カウンターパートの遺伝子又は遺伝子セグメントに よるPIVクローンにおける置換を包含する。他方では、PIVクローン内の遺伝子の 相対的順序を変えることができ、PIVゲノムプロモーターはそのアンチゲノムカ ウンターパートにより置換され得、又は選択された遺伝子は非機能的にされ得る (たとえば、遺伝子の発現を阻止するために停止コドンの導入を包含する機能的 削除による)。PIVクローンにおける他の修飾は、操作、たとえば種々の非コー ド又はコード領域又は他の場所におけるユニーク制限部位の挿入を促進するため に行なわれ得る。さらに、翻訳されていない遺伝子配列が、外来性配列を挿入す るための能力を高めるために除去され得る。 従って、PIVの感染性クローンを提供することによって、本発明 は、PIVゲノム(又はアンチゲノム)内で組換え的に生成される広範囲の変更を 可能にし、所望の表現型変化を規定する、定義された突然変異を生成する。“感 染性クローン”とは、感染性ウィルス又はサブウィルス粒子のゲノムを生成する ために鋳型として作用することができるゲノム又はアンチゲノムRNA中に転写さ れ得る感染性ビリオン中に直接的に組込まれ得る、cDNA又はその生成物、合成物 又は他方では、RNAを意味する。上記で示されたように、定義された突然変異は 、種々の従来の技法(たとえば、特定部位の突然変異誘発)により、ゲノム又は アンチゲノムのcDNAコピー中に導入され得る。本明細書において記載されたよう な完全なゲノム又はアンチゲノムcDNAをアセンブルするためへのゲノム又はアン チゲノムcDNAサブフラグメントの使用は、個々の領域が別々に操作され得、ここ で小さなcDNA対象が大きなcDNA対象よりも、より容易な操作を提供し、そして次 に、完全なcDNAに容易にアセンブルされ得る利点を有する。従って、完全なアン チゲノム又はゲノムcDNA、又は選択されたそのサブフラグメントが、特定オレゴ ヌクレオチドの突然変異誘発のための鋳型として使用され得る。これは、たとえ ば、Bio−Ra として二本鎖プラスミドを直接的に用いる方法、たとえばStratage 又は興味ある突然変異を含むオリゴヌクレオチドプライマー又は鋳型のいづれか を用いるポリメラーゼ鎖反応により、一本鎖ファージミド(phagemid)形の中間 体を仕上げることができる。次に、突然変異誘発されたサブフラグメントが、完 全なアンチゲノム又はゲノムcDNAにアセンブルされ得る。種々の他の突然変異誘 発技法が知られており、そして本発明のPIVアンチゲノム又はゲノムcDNAにおけ る興味ある突然変異を生成することへの使用のために通常、適合さ れ得る。 従って、1つの例示的な機能においては、突然変異は、Bio−Ra 突然変異誘発キットを用いることによって導入される。手短に言及すれば、PIV ゲノム又はアンチゲノムをコードするcDNAが、プラスミドpTZ18U中にクローン化 され、そしてCJ236細胞(Life Technologies)を形質転換するために使用される 。ファージミド調製物は、製造業者により推薦されるようにして調製される。オ リゴヌクレオチドが、ゲノム又はアンチゲノムの所望の位置での変更されたヌク レオチドの導入による突然変異誘発のために企画される。次に、遺伝子的に変更 されたゲノム又はアンチゲノムを含むプラスミドが、増幅される。 突然変異は、単一のヌクレオチドの変更から、1又は複数の遺伝子又は遺伝子 セグメントを含む大きなcDNAセグメントの導入、欠失又は置換まで変化すること ができる。ゲノムセグメントは、構造及び/又は機能ドメイン、たとえばタンパ ク質の細胞質、トランスメンブラン又はエクトドメイン、活性部位、たとえば異 なったタンパク質との結合又は他の生化学的相互作用を仲介する部位、エピトー プ部位、たとえば抗体結合、及び/又は体液又は細胞介在性免疫応答を刺激する 部位、等に対応することができる。これに関する有用なゲノムセグメントは、タ ンパク質の小さな機能的ドメイン、たとえばエピトープ部位をコードするゲノム セグメントの場合の約13〜35個のヌクレオチドから約50,75,100,200〜500及 び500〜1,500又はそれ以上のヌクレオチドまでの範囲である。 定義された突然変異を感染性PIV中に導入する能力は、PIV病原及び免疫原機構 の操作を包含する多くの用途を有する。たとえば、N,P,M,F,HN及びLタ ンパク質、並びにC,D及びV ORF生 成物を包含する、PIVタンパク質の機能は、タンパク質発現のレベルを削減する かもしくは低め、又は変異体タンパク質を生成する突然変異を導入することによ って操作され得る。1つのそのような典型的な修飾においては、Fタンパク質の 分解部位での配列が修飾され得、そして得られるPIVの組織培養における増殖、 及びそのPIVの感染及び病因に対するこの修飾の効果は、通常、実験動物におい て決定され得る。 種々のゲノムRNA構造特徴、たとえばプロモーター、遺伝子間領域及び転写シ グナルはまた、本発明の方法及び組成物内で通常、操作され得る。トランス−作 用性タンパク質及びシス−作用性RNA配列の効果は、たとえば、PIVミニゲノムを 用いる平行したアッセイにおいて、完全なアンチゲノムcDNAを用いて、容易に決 定され得(Dimock,など,J .Virol.67:2772-8(1993);これは引用により本 明細書に組込まれる)、この救援−依存性状態は複製−無関係感染ウィルスにお いて回収されるほど阻害性であり得るそれらの変異体の特徴化において有用であ る。 本発明はさらに、疑わしい突然変異を、感染性野生型(すなわち、1又は複数 の表現型特性、たとえば感温性、選択された宿主における複製、等のために)PI Vのゲノム又はアンチゲノム中に、別々に、及び種々の組合せで導入することに よって、偶発的なサイレント突然変異と表現型差異を担当する突然変異との間を 容易に区別する手段及び方法を提供する。この方法は、所望のワクチン表現型、 たとえば弱毒化、感温性、低温適合性、小さなプラークサイズ、宿主範囲の制限 、等を担当する突然変異の同定を可能にする。次に、それらの方法により同定さ れた突然変異は、ワクチンウィルスを適切な弱毒化レベルに修飾するために、所 望により、種々の組合せで導入され得る。さらに、本発明は、異なったウィルス 株から単一の ワクチン株に突然変異を組合す能力を提供する。 上記で示されたように、組換え的に変更されたPIVクローン内に組込まれる突 然変異は、所望の表現型変化を生成するか、又は種々の他の目的のための、選択 されたPIVタンパク質の発現及び/又は機能を変更するそれらの能力に基づいて 選択され得る。所望の表現型変化は、たとえば培養物におけるウィルス増殖、感 温性、プラークサイズ、弱毒化及び免疫原性の変化を包含する。たとえば、ゲノ ム又はアンチゲノムをコードするポリヌクレオチド配列は、弱毒化、感温性、低 温適合性、小さなプラークサイズ、宿主範囲の制限、遺伝子発現の変更、又は免 疫原エピトープの変化を特定するためにヌクレオチド挿入、転位、欠失又は置換 により修飾され得る。 本発明の1つの観点においては、生物学的に誘導され、弱毒化されたPIVに存 在する突然変異が、同定され、そして十分な長さのPIVクローン中に、個々に又 は組合して導入され、そしてその導入された突然変異を含む獲得された組換えウ ィルスの表現型が決定される。典型的な態様においては、野生型PIVに対する生 物学的に誘導された変異体ウィルスにより示されるアミノ酸変化、たとえばts, ca又はatt表現型を有するPIV変異体により示される変化が、組換えPIVクローン 内に導入される。生物学的に誘導された変異体PIVからのそれらの変化は、得ら れるクローンにおける所望の特徴、たとえばHPIV3変異体JS cp45から採用され た突然変異により特定される弱毒化表現型を特定する。それらの変化は好ましく は、遺伝的復帰に対して突然変異を安定化する効率を有する、対応する野生型又 は生物学的に誘導された変異体配列に比較して、2又は3個のヌクレオチド変化 を用いて組換えウィルス中に導入される。 本発明はまた、感染性クローンのゲノム又はアンチゲノム中に選択された組合 せで導入される、複数の表現型−特異的突然変異を有 する組換えPIVを提供する。表現型の評価と対をなすこの方法は、弱毒化、感温 性、低温適合化、小さなプラークサイズ、宿主範囲の制限、等のような所望する 特性を有する変異体組換えPIVを供給する。従って、1又は複数の、そして好ま しくは少なくとも2種の弱毒化突然変異、たとえば生物学的に誘導されたPIV変 異体、たとえばJS cp45から採用されたts,ca又はatt突然変異を組込む典型的な PIVクローンが開示される。本明細書に関して、組換えPIVにおいて生物学的に誘 導された突然変異を採用するための標的遺伝子は、ヌクレオカプシドタンパク質 N、リンタンパク質P、大きなポリメラーゼサブユニットL、マトリックスタン パク質M、赤血球凝集素−イノラミニダーゼタンパク質HN、融合タンパク質F、 及びC,D及びV ORF生成物を包含する。遺伝子外配列、たとえばPIVゲノムの 3’側リーダー又はトレイラー領域における、及びシス−作用性要素、たとえば 遺伝子開始及び遺伝子終結配列、たとえばN遺伝子開始シグナルにおける配列が また、標的化される。本明細書において組換えPIVに組込まれる典型的な突然変 異は、たとえばTyr942,Leu992及び/又はThr1558で、ポリメラーゼL遺伝子に おけるアミノ酸変化を特定する1又は複数のヌクレオチド置換を包含する。たと えば、Tyr992がHisにより置換され、Leu992がPheにより置換され、そして/又は Thr1558がIleにより置換されているPIV組換え体が開示される。それらの突然変 異は、下記例に記載されるr942,r992,r1558,r942/992,r992/1558,r9 42/1558、又はr942/992/1558組換え体を包含する、本明細書における種々の 典型的なPIV組換え体に連続的に組込まれて来た。生物学的に誘導されたPIV変異 体から採用される他の典型的な突然変異は、JS cp45の残基Val96又はSer389に対 応する位置での特定の突然変異を包含する、Nタンパク質における1又は複数の 突然変異を包含する。 より詳細な観点においては、それらの突然変異は、Val96→Ala又はSer389→Ala として表わされる。Cタンパク質におけるアミノ酸置換、たとえば、好ましくは Ile96→Thrの置により表わされる、JS cp45のIle96に対応する位置での突然変異 をコードする組換えPIVが、下記例に記載される。生物学的に誘導されたPIV変異 体から採用された、さらなる典型的な突然変異は、好ましくはアミノ酸置換Ile4 20 →Val又はAla450→Thrにより表わされる、JS cp45の残基Ile420又はAla450に 対応する位置でJS cp45から採用される突然変異を包含する、Fタンパク質にお ける1又は複数の突然変異を包含する。本発明内の他のPIV組換え体は、好まし くは置換Val384→Alaにより表わされる、JS cp45の残基Val384に対応する位置で の突然変異を採用する組換え体PIVにより例示されるように、HNタンパク質にお ける1又は複数のアミノ酸置換を採用する。本発明のこの観点内のように追加例 は、遺伝子外配列、たとえば組換えPIVゲノム又はアンチゲノムの3’側リーダ ー配列における1又は複数の突然変異を組込む組換えPIVを包含する。これに関 しての典型的な突然変異は、JS cp45のヌクレオチド23でのT→C変化、ヌクレ オチド24でのC→T変化、又はヌクレオチド28でのG→T変化を包含する、それ らのヌクレオチド23,24及び/又は28に対応する1又は複数の位置での3’側リ ーダー配列における突然変異を包含する。さらなる追加の遺伝子外突然変異は、 好ましくは、A→T変化により表わされる、JS cp45のヌクレオチド62に対応す る位置でのN遺伝子開始配列における突然変異により例示されるように、N遺伝 子開始配列における1又は複数の突然変異を包含する。生物学的に誘導された変 異体PIVから採用される上記の典型的な突然変異は、rcp45,rcp45 3'NCMFHN,rc p45 3'NL,rcp45 3'N及びrcp45 Fとして本明細書において命名された組換え体に より例示されるように、 新規の弱毒化された候補体ワクチン株を、個々に及び/又は組合してもたらすよ う、下記例において評価され、そして組換えPIV中に組合される。本発明内の他 のPIV組換え体は、1又はそれよりも多くのそれらの典型的な組換え体に存在す る突然変異の多くの及び十分なまでの相補体、及び本明細書における教授に従っ て組換えPIVにおいて同定され、そして採用された、他の生物学的に誘導された 変異体PIV株に同定される突然変異を組込むであろう。 本明細書に開示される方法に従って同定される突然変異は、“メニュー”中に 編集され、そしてワクチンウィルスを弱毒化、免疫原性及び安定性の選択された レベルに対応されるために種々の組合せで導入される。好ましい態様においては 、本発明は、生物学的に誘導されたPIVから採用される1又は複数の突然変異、 たとえばts,ca又はatt突然変異、及び同じか又は異なった遺伝子を包含する追 加のタイプの突然変異の補充を提供する。これに関しての突然変異のための標的 遺伝子はまた、ヌクレオカプシドタンパク質N、リンタンパク質P、大きなポリ メラーゼサブユニットL、マトリックスタンパク質M、赤血球凝集素−ノイラミ ニダーゼタンパク質HN、融合タンパク質F、及びC,D及びV ORF生成物を包含 する。1つの観点においては、少なくとも1つの弱毒化突然変異がPIVポリメラ ーゼ遺伝子Lにおいて存在し、そして生物学的に誘導された変異体PIV株、たと えばJS cp45から採用されるts又はatt表現型を特定するヌクレオチド置換を包含 する組換えPIVが供給される。本明細書に開示される典型的なHPIV3組換え体は 、下記例に記載される、r942,r992,r1558,r942/992,r992/1558,r942/ 1558、又はr942/992/1558組換え体を包含する。それらの典型的なPIVクロー ンは、Tyr942,Leu992、及び/又はThr1558で、ポリメラーゼ遺伝子においてア ミノ酸変化をもたらす1又は複数のヌクレオ チド置換を組込む。たとえば、Tyr942がHisにより置換され、Leu992がPheにより 置換され、そして/又はThr1558がIleにより置換されているPIV組換え体が開示 される。好ましくは、2又は3個の突然変異が、表現型復帰に対する高められた 安定性を付与する弱毒化突然変異を特定するコドンに組込まれる。 さらなる観点においては、種々の他の遺伝子変更が、感染性組換えPIV中への 組込みのために組換えPIVゲノム又はアンチゲノムにおいて、単独で、又は生物 学的に誘導された変異体PIVから採用される1又は複数の弱毒化突然変異と一緒 に、生成され得る。異種遺伝子(たとえば、異なったPIV株又は非−PIV源、たと えば他のウィルス、たとえばRSV又は麻疹ウィルスからの)が、全体的に又は一 部、挿入され、又は置換され、遺伝子の順序が変えられ、遺伝子オーバーラップ が除去され、PIVゲノムプロモーターがそのアンチゲノムカウンターパートによ り置換され、そしてさらに、非必須遺伝子が欠失され得る。1つの観点において は、選択されたPIV遺伝子、たとえばC,D又はV ORFが、新規の表現型特徴、 たとえば増強されたインビトロ増殖及び/又はインビボ弱毒化を有する組換えPI Vを生成するために、機能的に欠失される。本発明の感染性PIVクローンはまた、 その免疫原性を増強し、そして天然の感染により生成される保護よりも強いレベ ルの保護を誘発するか、又は所望しない免疫病理学的反応に関連するエピトープ を削除するよう構築され得る。本発明により生成されるワクチンの増強された免 疫原性は、PIVを制御することに対する1つの最大の障害、すなわち天然の感染 により誘発される免疫性の不完全な性質を取り組む。この場合、追加の遺伝子又 は遺伝子セグメントが、共通する又は独立した転写シグナル組の制御下で配置さ れ得るPIVゲノム又はアンチゲノム中に又はその近くに挿入され得る。興味ある 遺伝子は、サイトカイ ン(たとえばIL−2〜IL−15、特にIL−2,IL−6及びIL−12、等)、及びTヘ ルパー細胞エピトープに富んでいるタンパク質をコードするそれらの遺伝子を包 含する。追加のタンパク質は、別々のタンパク質として、又はPIVタンパク質の 1つの第2のコピー、たとえばHNから構築されたキメラとして発現され得る。こ れは、PIVに対する免疫応答を、定量的及び定性的に修飾し、そして改良する能 力を提供する。 本発明内の有用な他の突然変異は、ゲノムの3’末端の、RNA複製及び転写の 変化に関連する、アンチゲノムからのそのカウンターパートによる置換を包含す る。さらに、遺伝子間領域は、配列含有において、短くされたり又は長くされた りされ得、又は変更され得る。さらに追加の観点においては、ワクチン配合にお いて有用なPIVは便利には、循環ウィルスにおける抗原流動性を順応せしめるた めに修飾され得る。典型的には、その修飾は、HN及び1又はFタンパク質に存在 するであろう。たとえば、完全なHN又はF遺伝子、又は特定の免疫原性領域をコ ードするセグメントの選択された抗原形が、PIVゲノム又はアンチゲノムcDNA中 に、感染性クローンにおけるカウンターパート領域の置換により、又はいくつか の抗原形がその得られるクローンにおいて表わされるよう遺伝子の1又は複数の コピーを付加することによって、組込まれ得る。次に、修飾されたPIVcDNAから 生成された子孫ウィルスが、出現する株に対して予防接種プロトコールに使用さ れる。 本発明の感染性PIVへの使用のための他の突然変異は、PIVミニゲノムの突然変 異分析の間に同定されるシス−作用性シグナルにおける突然変異を包含する。た とえば、リーダー、トレイラー及びフランキング配列の挿入及び欠失分析は、ウ ィルスプロモーター及び転写シグナルを同定し、そしてRNA複製又は転写の種々 の程度の低 下に関連する一連の突然変異を提供する。それらのシス−作用性シグナルの飽和 突然変異誘発(それにより、個々の位置が個々の選択されるヌクレオチドに、順 に修飾される)はまた、RNA複製又は転写を低め又は高める突然変異を同定する 。それらの突然変異のいづれかが、本明細書に記載のようにして、完全なアンチ ゲノム又はゲノム中に挿入され得る。 PIVクローンにおける追加の修飾が、操作、たとえば種々の遺伝子間領域又は 他の場所におけるユニーク制限部位の挿入を促進せしめるために行なわれ得る。 翻訳されていない遺伝子配列がまた、外来性配列を挿入するための能力を高める ために除去され得る。 本発明の組換えPIV内の遺伝子又は遺伝子セグメントの一定の置換、挿入、欠 失又は転位(たとえば、選択されたタンパク質又はタンパク質領域、たとえば細 胞質末端、トランスメンブランドメイン又はエクトドメイン、エピトープ部位又 は領域、結合部位又は領域、活性部位又は活性部位を含む領域、等をコードする 遺伝子セグメントの置換)が、同じか又は異なったPIV又は他の源からの存在す る“カウンターパート”遺伝子又は遺伝子セグメントに対して構造的又は機能的 関係で行なわれる。そのような修飾は、野生型又は親PIV又は他のウィルス株に 比較して、所望する表現型変化を有する新規の組換え体を生成する。たとえば、 このタイプの組換え体は、もう1つのPIVのエクトドメインに融合される1つのP IVの細胞質末端及び/又はトランスメンブランドメインを有するキメラタンパク 質を発現することができる。このタイプの他の典型的な組換え体は、重複タンパ ク質領域、たとえば重複免疫原性領域を発現する。 本明細書において使用される場合、“カウンターパート”遺伝子、遺伝子セグ メント、タンパク質、又はタンパク質領域は典型的には、異種源(たとえば、異 なったPIV遺伝子からの、又は異なった PIV型又は株において同じ(すなわち、相同又は対立遺伝子)遺伝子又は遺伝子 セグメントを表わす)からである。これに関して、選択される典型的なカウンタ ーパートは、全体的な構造特徴を共有し、たとえば個々のカウンターパートは、 比較できるタンパク質又はタンパク質構造ドメイン、たとえば細胞質ドメイン、 トランスメンブランドメイン、エクトドメイン、結合部位又は領域、エピトープ 部位又は領域、等をコードすることができる。カウンターパートドメイン及びそ れらのコード遺伝子セグメントは、ドメイン又は遺伝子セグメント変異体間で共 通する生物学的活性により定義される広範囲のサイズ及び配列の流動性を有する 種の集団を包含する。たとえば、本発明内のカウンターパート遺伝子セグメント によりコードされる2種の選択されたタンパク質ドメインは、たとえば膜延長機 能、特定の結合活性、免疫学的認識部位、等を提供する、実質的に同じ性質的な 活性を共有する。より典型的には、カウンターパート間で、たとえば選択された タンパク質セグメント又はタンパク質間で共有される特定の生物学的活性は、定 量的に実質的に類似し、すなわち、それらはそれぞれの定量活性レベルにおいて 、30%以上、好ましくは20%以上、より好ましくは5〜10%以上、変化しないで あろう。 本発明の組換えPIVを生成するために本明細書に開示される、カウンターパー ト遺伝子及び遺伝子セグメント、及び他のポリヌクレオチドは、好ましくは、選 択されたポリヌクレオチド“対照配列”と、たとえばもう1つの選択されたカウ ンターパート配列と実質的な配列同一性を共有する。本明細書において使用され る場合、“対照配列”(reference sequence)とは、配列比較のための基礎とし て使用される定義された配列、たとえば十分な長さのcDNA又は遺伝子のセグメン ト、又は完全なcDNA又は遺伝子配列である。一般的に 、対照配列は、少なくとも20個の長さのヌクレオチド、時おり、少なくとも25個 の長さのヌクレオチド、及びしばしば少なくとも50個の長さのヌクレオチドのも のである。2種のポリヌクレオチドはそれぞれ、(1)それらの2種のポリヌク レオチド間で類似する配列(すなわち、完全なポリヌクレオチド配列の一部)を 含んで成り、そして(2)さらに、それらの2種のポリヌクレオチド間で互いに 異なる配列を含んで成るので、2種(又はそれ以上)のポリヌクレオチド間の配 列比較は、典型的には、配列類似性の局部領域を同定し、そして比較するために “比較窓”に対してそれらの2種のポリヌクレオチドの配列を比較することによ って実施される。“比較窓”(reference window)とは、本明細書において使用 される場合、少なくとも20個の連続したヌクレオチド位置の概念的セグメントを 意味し、ここでポリヌクレオチド配列は少なくとも20個の連続したヌクレオチド の対照配列に比較され得、そして比較窓におけるポリヌクレオチド配列の一部は 、2種の配列の最適な一列配列のための対照配列(付加又は欠失を包含しない) に比較される場合、20%又はそれ以下の付加又は欠失(すなわち、ギャップ)を 含むことができる。比較窓を一列配列するための配列の最適な一列配列は、Smit h & Waterman,Adv .Appl.Math.2:482(1981)の局部相同アルゴリズムによ り、Needleman & Wunsch,J .Mol.Biol.48:443(1970)の相同一列配列アル ゴリズムにより、Pearson & Lipmon,Proc .Natl.Acad.Sci.USA 05:2444(1 988)の類似性調査方法により、それらのアルゴリズムのコンピューター処理さ れた実施により(Wisconsin Genetics Software Package Release 7.0,Genetic s Conputer Grop,575 Science Dr.,Madison,WIにおけるGAP,BESTFIT,FASTA 及びTFASTA)、又は検査により行なわれ得、そして種々の方法により生成される 最良の一列配列(すなわち、比較窓に 対して配列類似性の最高%をもたらす)が選択される。用語“配列同一性”とは 、2種のポリヌクレオチド配列が、比較窓に対して同一である(すなわち、ヌク レオチド×ヌクレオチドに基づいて)ことを意味する。用語“配列同一性の百分 率”は、比較窓に対して2種の最適に一列配列された配列を比較し、同一の核酸 塩基(たとえば、A,T,C,G,U、又はI)が、適合された位置の数を得る ために、両配列において存在する位置の数を決定し、前記適合された位置の数を 、比較窓における位置の合計数(すなわち、窓サイズ)により割り算し、そして 配列同一性の%を得るために、前記結果に100を掛け算することによって計算さ れる。用語“実質的な同一性”とは、本明細書において使用される場合、ポリヌ クレオチド配列の特徴を示し、ここで前記ポリヌクレオチドは、少なくとも20個 のヌクレオチド位置の比較窓に対して、時おり、少なくとも25〜50個のヌクレオ チドの窓に対し、対照配列に比較される場合、少なくとも85%の配列同一性、好 ましくは少なくとも90〜95%の配列同一性、より通常には、少なくとも99%の配 列同一性を有する配列を含んで成り、ここで配列同一性の%は、比較窓に対して 対照配列の合計20%又はそれ以下の配列において欠失又は付加を包含することが できるポリヌクレオチド配列に対して対照配列を比較することによって計算され る。対照配列は、より長い配列のサブセットであり得る。 それらのポリヌクレオチド配列の関係の他に、本発明の組換えPIVによりコー ドされるタンパク質及びタンパク質領域はまた、典型的には、保存的関係を有す るように、すなわち選択された対照ポリペプチドに対して、実質的な配列同一性 又は配列類似性を有するように選択される。ポリペプチドに適用される場合、用 語“配列同一性”とは、ペプチドが対応する位置で同一のアミノ酸を共有するこ とを意味する。用語“配列類似性”とは、ペプチドが対応する位置で、同一の又 は類似するアミノ酸(すなわち保存性置換)を有することを意味する。用語“実 質的な配列同一性”とは、2種のペプチド配列が、たとえば欠如ギャップ重量(d efault gap weights)を用いてのプログラムGAP又はBESTFITにより、最適に一列 配列される場合、少なくとも80%の配列同一性、好ましくは少なくとも90%の配 列同一性、より好ましくは少なくとも95%の配列同一性又はそれ以上(たとえば 99%)の配列同一性を共有することを意味する。用語“実質的な類似性”とは、 2種のペプチド配列が対応する%の配列類似性を共有することを意味する。好ま しくは、同一でない残基位置は、保存性アミノ酸置換により異なる。保存性アミ ノ酸置換とは、類似する側鎖を有する残基の互換性を言及する。たとえは、脂肪 族側鎖を有するアミノ酸グループはグリシン、アラニン、バリン、ロイシン及び イソロイシンであり;脂肪族−ヒドロキシル側鎖を有するアミノ酸グループはセ リン及びトレオニンであり;アミド−含有側鎖を有するアミノ酸グループはアス パラギン及びグルタミンであり;芳香族側鎖を有するアミノ酸グループはフェニ ルアラニン、チロシン、及びトリプトファンであり;塩基性側鎖を有するアミノ 酸グループはリシン、アルギニン及びヒスチジンであり;そして硫黄−含有側鎖 を有するアミノ酸グループはシステイン及びメチオニンである。好ましい保存性 アミノ酸置グループは次のものである:バリン−ロイシン−イソロイシン、フェ ニルアラニン−チロシン、リシン−アルギニン、アラニン−バリン、及びアスパ ラギン−グルタミン。本明細書において使用される20種の天然に存在するアミノ 酸についての略語は、従来の使用法に従がう(Immunology-A Synthesis(2nd ed .,E.S.Golub & D.R.Gren,eds.,S-inauer Associates,Sunderland,MA, 1991;それらは引用により本明細書に 組込まれる)。20種の従来のアミノ酸、非天然のアミノ酸、たとえばα,α−二 置換されたアミノ酸、N−アルキルアミノ酸、乳酸及び他の異例なアミノ酸の立 体異性体(たとえば、D−アミノ酸)もまた、本発明のポリペプチドのための適 切な成分であり得る。異例なアミノ酸の例としては、次のものを挙げることがで きる:4−ヒドロキシプロリン、γ−カルボキシグルタミン酸、ε−N,N,N −トリメチルリシン、ε−N−アセチルリジン、O−ホスホセリン、N−アセチ ルセリン、N−ホルミルメチオニン、3−メチルヒスチジン、S−ヒドロキシリ ジン、ω−N−メチルアルギニン、及び他の類似するアミノ酸及びイミノ酸(た とえは、4−ヒドロキシプロリン)。さらに、アミノ酸は、グリコシル化、リン 酸化及び同様のものにより修飾され得る。 cDNA−発現されたゲノム又はアンチゲノムから生成された感染性PIVは、たと えばヒト、ウシ、ネズミ、等からのPIV又はPIV−様株のいづれかであり得る。保 護免疫応答を生ぜしめるためには、PIV株は、免疫化される対象に対して内因性 であるものであり、たとえばヒトPIVがヒトを免疫化するために使用される。し かしながら、ゲノム又はアンチゲノムは、異種PIV遺伝子又は遺伝子セグメント 、又は他の異種源、たとえばRSV、又は麻疹ウィルスからの遺伝子又は遺伝子セ グメントを発現するために修飾され得る。従って、ヒトへの投与のために意図さ れた感染性PIVは、たとえば弱毒化のために、ウシ又はネズミPIV型からの遺伝子 又は遺伝子セグメントを含むよう修飾されたヒトPIVであり得る。BPIV3は、ア カゲザル及びヒトにおいてその複製を制限する宿主域変異を有する(Karronなど .,前記,1995a;ran Wyke Coelinghなど,1988;それらは引用により本明細書中 に組込まれる)。所望する表現型、たとえば宿主域制限を特定するBPIV3の遺伝 子、突然変異及びシス−作用性調 節配列は、本発明のrPIVにおける対応する配列によるそれらの置換により同定さ れ、そしてさらに有用なワクチン剤を開発するために、さらに修飾されたrPIV内 に組込まれるであろう。同様に、アカゲザルのための非−ts宿主域弱毒化突然変 異を付与することが知られているJS cp45の突然変異(Hallなど,前記,(1992) )は、同様に同定され、そして本発明の修飾されたrPIVワクチン剤中に組込まれ る。他方では、ウシPIVは、たとえばヒトPIV感染に対する保護を誘発するタンパ ク質、又は免疫原エピトープをコードする遺伝子を含むよう修飾され得る。たと えば、ヒトPIV糖タンパク質遺伝子は、ウシPIVがヒトPIV株に対して、ヒトにお いて保護免疫応答を誘発するよう、カウンターパートのウシ糖タンパク質遺伝子 により置換され得る。 典型的な態様においては、1つのPIVの個々の遺伝子、遺伝子セグメント、又 は単一の又は複数のヌクレオチドが、異種PIV又は他の源からのカウンターパー ト配列により置換される。たとえば、1つのPIVからの選択されたタンパク質の 異種遺伝子セグメント、たとえば細胞質末端、トランスメンブランドメイン又は エクトドメイン、エピトープ部位又は領域、結合部位又は領域、活性部位又は活 性部位を含む領域、等をコードする遺伝子は、新規組換え体、たとえばもう1つ のPIVのエクトドメインに融合される1つのPIVの細胞質末端及び/又はトランス メンブランドメインを有するキメラタンパク質を発現する組換え体を生成するた めに、もう1つのPIVにおけるカウンターパート遺伝子セグメントにより置換さ れる。これに関しての好ましいゲノムセグメントは、タンパク質の小さな機能的 ドメイン、たとえばエピトープ部位をコードする遺伝子セグメントの場合、約15 〜35のヌクレオチドから、大きなドメイン又はタンパク質領域をコードする遺伝 子セグメントの場合、約50,75,100, 200〜500又は500〜1,500又はそれ以上のヌクレオチドまでの範囲である。 本発明の1つの観点においては、1つのPIV株のHN及び/又はFタンパク質の 選択されたドメインが、免疫化された宿主において両PIV株に対する交差−保護 免疫応答を刺激することができる組換えウィルスを生成するために、異種PIVク ローン中に置換される。他の態様においては、ヒトPIVゲノム又はアンチゲノム 配列、及び少なくとも1つの非ヒトPIV配列のキメラ、たとえばヒト及びウシの 両PIVからの配列を含むポリヌクレオチドを含んで成る修飾されたPIVクローンが 提供される。ヒトPIVコード配列又は非コード配列(たとえば、プロモーター、 遺伝子−終結、遺伝子−開始、遺伝子間又は他のシス−作用性要素)のカウンタ ーパートウシ又はネズミPIV配列による置換は、種々の可能な弱毒化効果を有す る組換え体を生成する。たとえば、宿主域効果は、他の有用な弱毒化効果の中で 、ヒト細胞において効果的に機能しない異種PIV遺伝子から、すなわち生物学的 に相互作用するヒトPIV配列又はタンパク質と異種配列又はタンパク質(たとえ ば、ウィルス転写、翻訳、アセンブリー、等のために置換された配列又はタンパ ク質と通常、協力する配列又はタンパク質)との不適合性からしばしば発生する であろう。本発明のさらにもう1つの観点においては、外来性遺伝子又は遺伝子 セグメント、及びいくつかの場合、非コードヌクレオチド配列のPIVゲノム中へ の挿入は、さらに追加の所望の表現型効果を引き起こす、ゲノムの長さの所望の 上昇をもたらす。高められたゲノムの長さは、挿入体の長さに一部、依存して、 得られるPIVクローンの弱毒化をもたらすことが予測される。さらに、組換えPIV 中に挿入された遺伝子からの一定のタンパク質の発現は、そのタンパク質の作用 のために、ウィルスの弱毒化をもたらすであろう。これは、ワ クシニアウィルスにおいて発現されるIL−2について記載されており(たとえば 、Flexnerなど,Nature 33:259-62(1987)を参照のこと)、そしてまた、γイ ンターフェロンのために予測されるであろう。 本発明の組換えPIVにおける完全なウィルス遺伝子又は遺伝子セグメントの変 化を包含する欠失、挿入、置換及び他の突然変異は、免疫抑制された個人の場合 に特に有用である、非常に安定したワクチン候補体を生成する。それらの突然変 異の多くは、得られるワクチン株の弱毒化をもたらし、そして他は、異なったタ イプの所望する表現型変化を特定するであろう。たとえば、宿主免疫性を特異的 に妨害するタンパク質をコードする一定のウィルス遺伝子は知られている(たと えば、Katoなど.,EMBO .J.16:578-87(1997)を参照のこと;これは引用により 本明細書中に組込まれる)。ワクチンウィルスにおけるそのような遺伝子の削除 は、毒性及び病因を低め、そして/又は免疫原性を改良することが予測される。 本発明の好ましい観点においては、修飾されたPIVクローンは、複数のヒトPIV ゲノムのキメラ、たとえば1又は複数の異種ヒトPIV、たとえばHPIV1及びHPIV 2からの配列に連結されるHPIV3からのポリヌクレオチド配列を含むクローンを 表わす。従って、ヒトPIV3の個々の遺伝子又は遺伝子セグメントは、HPIV1又 はHPIV2からのカウンターパート遺伝子又は遺伝子セグメントにより置換され又 は複製され得、又は逆も真である。下記に記載される1つの例においては、本発 明は、PIVクローン、すなわちHPIV1のHN及びF糖タンパク質の両者がHPIV3バ ックグラウンドにおけるそれらのカウンターパート遺伝子を置換し、両親の株を 表わす免疫学的特徴を有するキメラウィルスを生成するrPIV3−1を提供する。 本発明の追加の観点においては、上記のような、遺伝子又は遺伝 子セグメントの他の変更を有するキメラPIV又はPIVクローンが、弱毒化された、 又はさらに弱毒化されたキメラ変異誘導体を達成するために、生物学的に誘導さ れた変異体PIV、たとえばHPIV3 JS cp45から採用される1又は複数の弱毒化突 然変異を導入することによってさらに修飾される。たとえば、1又は複数のヒト PIVコード又は非コードポリヌクレオチドが上記のようにして、異種ヒトPIV、ウ シPIV又はネズミPIVからのカウンターパート配列により置換され得、そしてこの 変更が、弱毒化された又はさらに弱毒化された(すなわち、キメラクローン又は 生物学的に誘導された親ウィルスのいづれかと比較して)ワクチンウィルスを得 るために、生物学的に誘導された、弱毒化されたPIV変異体から採用されるts,c a又はatt表現型を特定する1又は複数の突然変異により組合され得る。他方では 、非必須遺伝子又は遺伝子セグメント、たとえばC,D又はV ORFの機能的欠失 が、弱毒化されたワクチン株を生成するために、生物学的に誘導されたPIV変異 体からのts,ca又はatt表現型を特定する1又は複数の突然変異と共に組換えPIV において組合され得る。それらの組合せ修飾は、所望の表現型特徴、たとえば高 められたウィルス収率、高められた弱毒化、弱毒化された表現型からの復帰に対 する遺伝子耐性を、異なった選択された突然変異の組合された効果のために有す る組換えPIVを生成する。 1つの組合せ突然変異企画においては、ヒトPIVゲノム又はアンチゲノム配列 及び少なくとも1つの非ヒトPIV配列のキメラ、たとえばヒト及びウシの両PIVか らの配列を含むポリヌクレオチドを含んで成り、そしてまた、生物学的に誘導さ れたPIVから採用された1又は複数の突然変異、たとえば1又は複数の天然に存 在するts,ca又はatt突然変異を組込んでいる修飾されたPIVが提供される。他方 では、修飾されたPIVは、複数のヒトPIVゲノムのキメラ、た とえば1又は複数の異種ヒトPIV、たとえばHPIV1及びHPIV2からの配列に連結 されるHPIV3からの配列を含むポリヌクレオチドであり得、そして後者はさらに 、1又は複数のtS,ca,att、又は生物学的に誘導されたPIVからの他の選択され た突然変異(たとえば生物学的に誘導された変異体PIV株、たとえばJS cp45から 採用されたts,ca又はatt表現型を特定するヌクレオチド置換)を組込む。より 詳細な観点においては、ヒトPIV3の個々の遺伝子又は遺伝子セグメントは、た とえば弱毒化されているか又は大きなポリメラーゼL遺伝子におけるts突然変異 を付与するアミノ酸置換をコードするヌクレオチド変更により、さらに弱毒化さ れているクローンにおいて、HPIV1又はHPIV2からのカウンターパート遺伝子又 は遺伝子セグメントにより置換され又は補完され、又は逆も真である。たとえば 、本発明は、HPIV3バックグラウンドにおいてそれらのカウンターパート遺伝子 により置換されたHPIV1のHN及び/又はF糖タンパク質遺伝子を有するPIVクロ ーンを提供し、ここで得られるキメラクローンの表現型は、1又は複数のN,P ,L,M,HN,F,C,D及びV遺伝子内にコードされるts,ca又はatt突然変 異によりさらに修飾される。本明細書に開示される可能な突然変異のメニューか らの種々の組合せが、ワクチンウィルスを、選択された弱毒化、免疫原性及び安 定性レベルに対応せしめるために、たとえば複数のPIV株を表わす免疫学的特徴 を有する、十分に弱毒化された免疫原性キメラウィルスを得るために実施され得 る。1つの観点においては、少なくとも1つの弱毒化突然変異が、キメラPIVバ ックグラウンドにおいて組込まれるPIVポリメラーゼ遺伝子Lにおいて存在する (下記例に記載される組換え体r942,r992,r1558,r942/992,r942/1558, r992/1558又はr942/992/1558により例示されるような)組換えPIVが提供さ れる。たとえば、本発明のこ の観点内の有用なキメラPIV組換え体は、異種バックグラウンドにおいて、たと えばHPIV3クローンにおいてそれらのカウンターパート遺伝子により置換された HPIV1からのHN及び/又はF糖タンパク質遺伝子の1又は複製の遺伝子又は遺伝 子セグメントを有し、そして1又は複数の弱毒化突然変異、たとえば生物学的に 誘導されたPIV変異体からのポリメラーゼ遺伝子におけるアミノ酸変化(たとえ ば、位置942でのTyrからHisへの変化、位置992でのLeuからPheへの変化、及び/ 又は位置1558でのThrからIleへの変化)をもたらすヌクレオチド置換をさらに組 込むであろう。下記に例示される、1つのそのような弱毒化されたキメラ組換え 体は、rPIV3−1.cp45L、すなわちJS cp45からの、上記に特定されたすべて の3種のL遺伝子突然変異を組込むrPIV3−1の誘導体である。 ワクチン株を開発するためにキメラPIVバックグラウンドに組込まれ得るさら に追加の突然変異は、他の遺伝子における生物学的に誘導された突然変異から選 択され、又は標準的部位特定突然変異誘発又は他の純粋な組換え突然変異誘発方 法により組換えゲノムに新たに創造されるであろう。これに関して、組換えPIV における、生物学的に誘導された突然変異を採用し、又は新規の突然変異を創造 するための標的遺伝子は、ヌクレオカプシドタンパク質N、リンタンパク質P、 大きなポリメラーゼサブユニットL、マトリックスタンパク質M、赤血球凝集素 −ノイラミニダーゼタンパク質HN、融合タンパク質F、並びにC,D及びV ORF 生成物を包含する。遺伝子外配列、たとえばPIVゲノムの3’リーダー又はトレ イラー領域における配列がまた、標的化される。従って、上記の非キメラ性組換 えPIVにおいて同定され、そしてそれに組込まれる典型的な突然変異は、たとえ ばrPIV3−1により例示されるように、キメラPIVバックグラウンド内に容易に 組込まれるであろう。それらの典型的な 突然変異は、Nタンパク質における1又は複数の突然変異、たとえばJS cp45の 残基Val96又はSer389に対応する位置での特異的突然変異を包含する。より詳細 な観点においては、それらの突然変異は、Val96→Ala又はSer389→Alaとして表 わされる。Cタンパク質における突然変異、たとえば、好ましくは、上記のよう にして、Ile96のThrへの置換により表わされる、JS cp45のIle96に対応する位置 での突然変異が、キメラPIV組換え体における組込みのために所望される。キメ ラPIVバックグラウンドにおける組込みのためのさらなる典型的な突然変異は、 残基Ile420又はAla450に対応する位置でのJS cp45から採用された、Fタンパク 質における1又は複数の置換、たとえば置換Ile420→Val又はAla450→Thrを包含 する。本発明内のさらなる追加のキメラPIV組換え体は、HNタンパク質における 1又は複数のアミノ酸置換、たとえばJS cp45の残基Val384に対応する位置での 突然変異、たとえばVal384→Alaを採用するであろう。さらに追加のキメラ組換 え体は、遺伝子外配列、たとえば組換えゲノム又はアンチゲノムの3’側リーダ ー配列に1又は複数の突然変異を組込むであろう。これに関しての典型的な突然 変異は、JS cp45のヌクレオチド23,24,28及び/又は45に対応する1又は複数 の位置で生じる3’側リーダーにおける突然変異、たとえばヌクレオチド23での T→C変化、ヌクレオチド24でのC→T変化、ヌクレオチド28でのG→T変化、 又はヌクレオチド45でのT→A変化を包含する。キメラPIVバックグラウンド内 への組込みのためのさらに追加の遺伝子外突然変異は、JS cp45のヌクレオチド6 2に対応する位置でのN遺伝子開始配列における突然変異、たとえばA→T変化 により本明細書において例示されるように、N遺伝子開始配列における1又は複 数の突然変異を包含する。下記例において組換えPIVを評価し、そしてそこに組 合されるそれらの典型的な突然 変異は、本明細書に提供される方法及び手段を用いてキメラPIV組換え体内に容 易に組込まれ、そして本発明のさらに追加の弱毒化されたキメラワクチン株を生 成するために所望する表現型変化を、個々に及び/又は組合して特定するであろ う。 さらなる組合せ突然変異企画においては、生物学的に誘導されたPIVから採用 され、又は本発明のPIVクローンにおいて組換え的に生成された、1又は複数の 前述のts,ca又はatt突然変異を、本明細書に開示されるもう1つの明確な突然 変異(たとえば、PIVのN,P,L,M,HN,F,C,D又はV遺伝子又は遺伝 子セグメント、又は他の源、たとえばRSV又は麻疹ウィルスからの遺伝子又は遺 伝子セグメントの欠失、付加、又は転位)と組合して組込んでいる修飾されたPI Vが提供される。また、この場合、本明細書に開示される突然変異のメニューか らの種々の組合せが、ワクチンウィルスを、選択された弱毒化、免疫原性及び安 定性レベルに対応せしめるために行なわれ得る。従って、生物学的に誘導された PIV変異体からの少なくとも1つの弱毒化突然変異、たとえばJS cp45に見出され るようなPIVポリメラーゼ遺伝子Lにおける突然変異、又は組換え的に生成され た突然変異を示し、そしてさらに、たとえば非−PIV源(たとえば免疫原性RSV又 は麻疹ウィルス遺伝子又はエピトープ、又はサイトカインをコードする遺伝子) からの異種遺伝子又は遺伝子セグメントの置換又は導入、発現レベルを変更する ためにウィルス遺伝子の順序の変化、遺伝子オーバーラップの除去、PIVゲノム プロモーターのそのアンチゲノムカウンターパートによる置換、外来性領域を挿 入するための能力を高めるための遺伝子間領域の短縮、延長又は除去、RNA複製 又は転写を低めたり又は高めたりするためにシス−作用性シグナルにおける突然 変異、ユニーク制限部位の挿入、又は完全な非−必須遺伝子の欠失から選択され た1又は 複数の追加の変更を組込んでいる組換えPIVが提供される。 ワクチン使用のためには、本発明に従って生成されたウィルスは、ワクチン配 合物に直接的に使用され、又は当業者に良く知られている凍結乾燥プロトコール を用いて、所望により、凍結乾燥され得る。凍結乾燥されたウィルスは典型的に は、約4℃で維持される。使用される場合、その凍結乾燥されたウィルスは、下 記にさらに記載されるように、安定化溶液、たとえば塩溶液、又はSPG,Mg2+及 びHEPESを含んで成る溶液(アジュバントを含んでも又は含まなくても良い)に おいて再構成される。 本発明のPIVワクチンは、活性成分として、本明細書に記載のようにして生成 された、免疫学的有効量のPIVを含む。修飾されたウィルスは、生理学的に許容 できるキャリヤー及び/又はアジュバントと共に宿主中に導入され得る。有用な キャリヤーは当業界において良く知られており、そしてたとえば、水、緩衝水、 0.4%塩溶液、0.3%グリシン、ヒアルロン酸及び同様のものを包含する。得られ る溶液は使用のためにパッケージされ、又は凍結乾燥され、その凍結乾燥された 調製物が、上記で言及されたように、投与の前、無菌溶液と組合される。生成物 は、生理学的状態に近づけるために必要とされるような、医薬的に許容できる補 助物質、たとえばpH調節及び緩衝剤、張度調節剤、湿潤剤及び同様のもの、たと えば酢酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カ ルシウム、ソルビタンモノラウレート、トリエタノールアミンオレエート、及び 同様のものを含むことができる。許容できるアジュバントは、当業界において良 く知られている多くの他の適切なアジュバントの中で、不完全フロイントアジュ バント、MPLTM(3−0−デアシル化されたモノホスホリル脂質A;RIBI Immuno Chem Research,Inc.,Hamilton,MT)及びIL−12(Genetics Institute,Ca mbridge,MA)を包含する。 エアゾール、液滴、経口、局所又は他の経路を通して、本明細書に記載される ようなPIV組成物により免疫化した後、宿主の免疫系は、PIVウィルスタンバク質 、たとえばF及びHN糖タンパク質に対して特異的な抗体を生成することによって そのワクチンに応答する。本明細書に記載されるようにして生成された、免疫原 的有効量のPIVによる予防接種の結果として、宿主は、PIV感染に対して少なくと も部分的に又は完全に免疫性になり、又は特に、低部呼吸器官の中位の又は重度 のPIV感染に対して耐性になる。 ワクチンが投与される宿主は、PIV又は密接に関連するウィルスによる感染に 対して敏感であり、そして予防接種株の抗原に対して保護免疫応答を生成するこ とができるいづれの哺乳類でもあり得る。従って、本発明は、種々のヒト及び獣 医使用のためのワクチンを創造するための方法を提供する。 本発明のPIVを含むワクチン組成物は、宿主自体の免疫応答能力を増強するた めに、PIV感染に対して敏感な又はPIV感染の危険性のある宿主に投与される。そ のような量は、“免疫原的有効用量”であると定義される。この使用においては 、有効用量内で投与されるPIVの正確な量は、宿主の健康状態及び体重、投与の 態様、配合物の性質、等に依存するが、しかし一般的には、約103〜約106のプラ ーク形成単位(PFU)又はそれ以上のウィルス/宿主、より通常には、約104〜105P FUのウィルス/宿主の範囲である。いづれにせよ、ワクチン配合物は、重度の又 は生命−脅威のPIV感染に対して宿主患者を効果的に保護するのに十分な量の修 飾されたPIVを提供すべきである。 本発明に従って生成されるPIVは、複数のPIV血清型又は株に対する保護を達成 するために他のPIV血清型又は株のウィルスと共に 組合され得る。他方では、複数のPIV血清型又は株に対する保護は、本明細書に 記載のように、1つのウィルス中に構築された複数の血清型又は株の保護エピト ープを組合すことによって達成され得る。典型的には、異なったウィルスが投与 される場合、それらは混合して存在し、そして同時に投与されるが、しかしそれ らはまた、別々でも投与され得る。1つの株による免疫化は、同じか又は異なっ た血清型の異なった株に対して保護することができる。 多くの場合、本発明のPIVワクチンを、他の剤、特に他の小児期ウィルスに対 する保護応答を誘発するワクチンと共に組合すことが所望される。本発明のもう 1つの観点においては、PIVは、他の病原体、たとえば呼吸シンシチウムウィル ス(RSV)又は麻疹ウィルスの保護抗原のためのベクターとして、それらの保護抗 原をコードする配列を、本明細書に記載のようにして、感染性PIVを生成するた めに使用されるPIVゲノム又はアンチゲノム中に組込むことによって、使用され 得る。RSV cRNAのクローニング及び本発明に関する他の開示は、アメリカ合衆国 同時係属特許出願番号第08/534,768号、第60/021,773号、第08/720,132号、 第60/046,141号、第60/047,634号及び第08/892,403号、及びPCT特許出願PCT /US97/12269号(それらは、引用により本明細書中に組込まれる)に記載され ている。 本発明のワクチン組成物の1回の又は複数回の投与が実施され得る。新生児及 び幼児においては、複数回の投与が十分なレベルの免疫性を誘発するのに必要と される。投与は生後、1カ月以内に開始し、そして小児期を通して、生来(野生 型)のPIV及び/又は他の対象のウィルス感染に対する十分なレベルの保護性を 維持するために必要により、2カ月、6カ月、1年及び2年間隔で行なわれるべ きである。同様に、反復しての又は重度のPIV感染に対して特に敏 感である成人、たとえばヘルスケアーワーカー、デイケアーワーカー、子供、年 配の人、及び無防備状態の心肺機能を有する個人は、保護免疫応答を確立し、そ して/又は維持するために複数回の免疫化を必要とする。 本発明のワクチンにより提供される、誘発された免疫性のレベルは、中和性分 泌及び血清抗体の量を測定することによってモニターされ得る。それらの測定値 に基づいて、ワクチン投与量が調整され、又はワクチン投与が、所望する保護レ ベルを維持するために、所望により反復され得る。さらに、異なったワクチンウ ィルスが、異なった受容体グループのためには好都合であり得る。たとえば、T 細胞エピトープに富む追加のタンパク質を発現する、構築されたPIV株が特に、 幼児よりもむしろ成人のために好都合である。 本発明のさらにもう1つの観点においては、PIVは呼吸器官の一時的な遺伝子 療法のためのベクターとして使用される。この態様によれば、組換えPIVゲノム 又はアンチゲノムが、興味ある遺伝子生成物をコードすることができる配列を組 込む。その興味ある遺伝子生成物は、PIV発現を制御する同じか又は異なったプ ロモーターの制御下にある。組換えPIVゲノム又はアンチゲノムを、N,P,L 及び他の所望するPIVタンパク質と共に同時発現し、そして興味ある遺伝子生成 物をコードする配列を含むことによって生成された感染性PIVが患者に投与され る。投与は典型的には、エアロゾル、ネブライザー又は他の局部適用により、処 理される患者の呼吸器官に行なわれる。組換えPIVは、治療又は予防レベルの所 望する遺伝子生成物の発現をもたらすのに十分な量で投与される。本発明内で投 与され得る代表的な遺伝子生成物、たとえばインターロイキン−2、インターロ イキン−4、γ−インターフェロン、GM−CSF,G−CSF、エクトロポイエチン及 び他のサイトカイン、グルコセレブロシ ダーゼ、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ、ノウ胞性繊維症トランスメンブラ ンコンダクタンスレギュレーター(CFTR)、ヒポキサンチン−グアニンホスホリ ボシルトランスフェラーゼ、細胞毒素、腫瘍抑制遺伝子、アンチセンスRNA及び ワクチン抗原が、好ましくは、一時的な発現のために適切である。 次の例は例示的であって、本発明を制限するものではない。 例I 陰性センスPIVゲノムRNAをコードするプラスミドp218(131)の構成 p218(131)(図1:配列番号1)(American Type Culture Collection(ATCC),1 2301 Parklawn Drive,Rockville,Maryland 20852,USAにブタベスト条約に基 づいて寄託され、そして寄託番号第97991号が得られた)と命名された十分なcDNA クローンを、HPIV3 JS株の完全な15461ntのゲノム配列をコードするよう構成し た。肝炎ウィルスδリボザイムを、自己−切断がHPIV3の3’末端を生成するよ う、ゲノム配列の3’末端に隣接して配置した(Perrotta and Been,Nature 35 0 :434-436,(1991);引用により本明細書中に組込まれる)。T7転写ターミ ネーターを、δリボザイムに続いて配置した。T7プロモーターを、HPIV3ゲノ ムの5’末端ヌクレオチドが合成される最初のヌクレオチドであるよう、そのゲ ノム配列の5’末端に隣接して配置した。この配置においては、cDNAは、いづれ の追加の異種ヌクレオチドも伴わないで、正しいゲノム末端を含むPIV3ゲノムR NAの完全なネガティブ−センスコピーをコードする。 HPIV3 cDNAを、スクロースグラジエント遠心分離(Stokesなど.,前記,1992; Stokesなど,前記,1993;それらは引用により本明細書に組込まれる)により精 製されたビリオンから単離されたRNA の逆転写(RT)及びポリメラーゼ鎖反応(PCR)により構成された、14のオーバラ ップするサブクローン(A−Lと称する;括弧内の文字は個々のプラスミドを 示し、そして特定のウィルス遺伝子を言及しない)からアセンブルした。サブク ローンは、ゲノムRNAの次のヌクレオチドに及んだ(位置1として命名された3 ’末端から番号づけされた):1−2058(A),1874-3111(A'),3086-5140(C),4 348-5276(C’),5072-6695(D),5904-8532(E),7806-9898(F),9632-10740(F ’),9760-10955(G),10862-11925(H,11835-12868(I),12426-13677(J),13630 -14496(K),及び14467-15462(L)。個々のフラグメントを、従来のクローニング 技法を用いて、pBluescript KS II(Strategene,La Julla,CA)中にクローン 化し、そして完全に配列決定した。 次に、プラスミドp(L)を、MUTA−GENE方法(BioRad,Hercules,CA)に従 って一本鎖DNA中間体を通してT7プロモーターを導入するために特定部位の突 然変異誘発にゆだねた。T7プロモーターを位置決定し、その結果、転写がネガ ティブーセンスの突然変異誘発プライマ-5'-AATACGACTCACTATA ACCAAACAAGAGAA G -3'(配列番号2;T7配列はイタリック型で書かれており、HPIV3−特異的配 列は下線が引かれており、そして5’−末端HPIV3ヌクレオチド(ゲノム位置154 62)は星印により示される)を用いて、HPIV3ゲノムの正確な5’末端で開始す る。この修飾されたp(L)を、p(L)と命名した。プラスミドp(E)を、 3種のヌクレオチド置換(下線)をHPIV3位置7903,7913,7915(図1)でHN遺 伝子中に挿入するためにネガティブーセンスの突然変異誘発オリゴヌクレオチド 5'-CCAAGTACTATGAGATGCTTGATT-3'(配列番号3)を用いて、同じ方法により修飾 し、p(E)を生成した。それらの置換は、HgaI部位を除去し、ScaI部位を挿 入し、そしてモノクローナル抗体(m Ab)423/6及び170/7により認識されるエピトープが削除されるよう、コード されたHNタンパク質のアミノ酸370を修飾した(van Wyke Coelinghなど,J .Viro l. 61:1473-1477(1987);引用により本明細書中に組込まれる)p(E)〜p( K)サブクローンを、p(L)プラスミド中に、段階的態様でアセンブルし、p (EFF'GHIJKL)(図1A)を得た。このプラスミドは、ゲノムの5’末端でヌク レオチド15462に隣接するT7プロモーターと共にHPIV3ヌクレオチド5904−154 62を含む。サブクローンp(A)〜p(E)を、HPIV3ヌクレオチド1−8532を 含む第2のオーバーラッピングサブクローンp(AA'CC'DE)中にアセンブル した。 両サブクローンp(EFF'GHIJKEL)及びp(AA'CC'DE)を、完全に配列 決定した。上記の導入された点突然変異の他に、cDNAは、N遺伝子内に存在し、 そしてコードされたタンパク質におけるアミノ酸506での置換を引き起こした位 置1615での単一のヌクレオチド置換により、真正のJS HPIV3配列(Stokesなど ,前記,1992)とは異なった。3種の他のヌクレオチド置換が、コードされたタ ンパク質を変更しなかったL遺伝子において位置10355,11333及び15248で見出 された(図2)。それらの3種の非コード変更を、cDNAに由来する組換えウィル ス(rPIVと命名される)を同定するための追加の配列マーカーとして保持し、そ してN遺伝子における突然変異を、後で記載のようにして補正した。 次に、サブクローンp(AA'CC'DE)を修飾し、HPIV3位置1に隣接して、 肝炎δウィルスリボザイム及びT7ターミネーターを挿入した。HPIV3ゲノム(G GT ↓GGG)の3’末端(下線が引かれている)がフランキング肝炎δウィルスアン チゲノムリボザイム(太文字で部分的に示される)の自己−切断を通して生成さ れたHPIV3ミニゲノムを、前記のようにして構成した(Dimock及びCollins,J Vi rol .67:2772-2778,(1993);Perrotta and Been,前記,(1991);それぞれ 引用により、本明細書中に組込まれる)。リボザイムの後に、T7転写ターミネ ーターが続いた。このミニゲノムcDNAを、リボザイム切断部位に隣接する配列を 、SmaI部位(CCC↓GGG)に修飾し、そしてT7ターミネーターの下流部位上にApa I部位(GGGCC↓C)を配置するPCR反応において鋳型として使用した。PCR生成物を 、BssH IIにより消化され、そしてフィルインによりブラント末端化されたpKS I I中にクローン化し、p218を生成した。 p218を、いづれかの配列が開環されたSmaI部位中にブラント−末端連結によ り導入され、そしてそのRNA転写体がδリボザイム切断部位(NNN↓GGG)で切断さ れるよう企画した。p(AA'CC'DE)サブクローンをHgaI及びSalI(8533) により消化し、HPIV3 cDNAを開放し、そしてdNTP及びT4 DNAポリメラーゼに よりフィルインし、ブラント末端を得た。HgaI部位は、HPIV3位置1の10ヌク レオチド上流に存在し、そして消化され、そしてフィルインされる場合、HPIV3 位置1で開始するブラント末端を付与する。修飾されたHgaI−SalIフラグメン トを、ゲル精製し、そしてp218のSmaI部位中にクローン化した。N遺伝子にお ける突然変異(nt1615でのT)を、Kunkel突然変異誘発(Kunkelなど.,Methods Enzymol 154:367-382,(1987);引用により本明細書中に組込まれる)を用 いて、JS wt配列(nt1615でのA)(GenBank受託番号Z11575を参照のこと;これ は引用により本明細書中に組込まれる)に対して補正した。このプラスミドをp2 18(AA'CC'DE)(図1)と命名した。 ヌクレオチド7438−15462からのT7プロモーター及びHPIV3 cDNAをを含む 、p(EFF'GHIJKL)のXhoI−NgoMIフラグメントを、p218(AA'CC'DE) のXhoI−NgoMI窓中にクローン化した( 図1)。これは、HPIV3ヌクレオチド7438でHPIV3 cDNAの2つのフラグメント を連結せしめ、HN遺伝子における上記3種の所望する突然変異及びL遺伝子にお ける3種の偶発的突然変異と共に、ネガティブ−センスのゲノムRNAをコードす る十分な長さのHPIV3 cDNAを含むプラスミドを生成した。次に、p218(131)(図 1;配列番号1)として命名された最終構造体を、Taq DYE Deoxy Terminatorサ イクル配列決定キット(ABI,Foster City,CA)を用いて、NCI Frederick Canc er Research and Development Center(Frederick,MD)で、自動配列決定により その全体を配列決定した。これは、HN遺伝子における追加の変化、すなわち、図 2にまた示される、トレオニンからイソロイシンにHNアミノ酸263を変えた位置7 593でのHN遺伝子におけるCからTへの変化を同定した。 例II HPIV 3のための転写及びRNA複製系 この例は、ヒトパラインフルエンザウィルスタイプ3(HPIV3)のための再構 成された転写及びRNA複製系を生成するための組成物及び方法を記載する。この 典型的なシステムを、ワクシニアウィルス組換え体により供給されるT7 RNAポ リメラーゼにより駆動される、トランスフェクトされたプラスミドから細胞内発 現される成分を用いて開発した。この系は、ウィルス遺伝子が欠失され、そして 細菌クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)をコードするポリ ヌクレオチドにより置換されているHPIV3ゲノムRNAのネガティブ−センス類似 体に基づかれている。N,P及びLタンパク質を、効果的な転写及びRNA複製を 方向づけるために、同時トランスフェクトされたプラスミドから発現せしめる。 この例に従っての転写は、たとえばoligo(dT)クロマトグラフィーにより容易に 単離され得る、ポリアデニル化されたサブゲノムmRNAを生成する。 この例に従ってのRNA複製は、ミクロコッカスヌクレアーゼによる消化に対する 耐性に基づいてカプシド封入されることが示されている、ミニ−アンチゲノム及 び子孫のミニゲノムを生成する。 A)ウィルス及び細胞 バクテリオファージT7 RNAポリメラーゼを発現するワクシニアウィルス組換 え体、すなわちvTF7−3を、Fuerstなど.(Proc .Natl.Acad.Sci.USA.83: 8122-8126,1986;これは引用により本明細書に組込まれる)により記載のよう にして調製した。HEp-2単層培養物を、2%ウシ胎児血清(FBS)、50μg/mlの ゲンタマイシンスルフェート及び2mMのグルタミンにより補充されたOptiMEM1 (Life Technologies,Gaithersburg,MD)により、5%CO2下で37℃で維持した 。 B)cDNA HPIV3のJS株(GenBank ♯Z11575;Stokesなど.,1992)のN,P及びL遺伝子 のORFに対応するcDNAは、T7 RNAポリメラーゼ、及び外来性ORFの前の内部リボ ソーム侵入部位による翻訳により仲介される(Elroy-Steinなど.,Proc .Natl.A cad.Sci.USA, 86:6126-6130(1989);引用により本明細書に組込まれる)。個々 の遺伝子をまず、ポリメラーゼ鎖反応(PCR)により修飾し、下流の末端上の翻訳 開始部位及びSa’lI部位でNcoI又はNcoI−適合性部位を配置した。 肝炎δウィルスリボザイムを欠いていることを除いて、p218(131)に類似す るプラスミドp(131)を、個々のPCRのための鋳型として使用した。N ORFを増幅 するために使用されるプライマーは、CCCTATAATTTCA ACATGT TGAGCCTATTTG(配 列番号4;ポジティブ−センスに対して前方向プライマー)、及びGATTAAAATGTT G GTCGAC TTAGTTGCTTCC(配列番号5;イタリック型が制限酵素部位を表わし、 そ して翻訳開始部位が太字で示される)であった。PCR生成物、すなわちAfl III及 びSalI部位を端に有する1578bpのフラグメントを、pTM−1のNcoI−SalI窓中 にクローン化し、pTM(N)を生成した。 PIV3リンタンパク質(P)を増幅するために使用されるプライマーは、5-'CC ATAGAGAGT CCATGG AAAGCGATGCTAAAAACTATC-3'(配列番号6;前方向プライマー、 及び5'-CGGTGTCGTTTCTTT GTCGAC TCATTGGCAATTGTTG-3'(配列番号7;逆方向プ ライマー)であった。ゲノムRNA(p131)のJS株の十分な長さのcDNAを、PCRのため の鋳型として使用した。得られるPCR生成物は、NcoI及びSalI制限部位(イタ リック型)を端に有する1851bpのフラグメントであった。次に、PCR生成物を、p TM−1のNcoI−SalI窓中にクローン化し、pTM(p)を生成した。 第2のPCRを実施し、C ORFを有さないPIV3リンタンパク質P ORFを増幅した 。p131を再び、鋳型cDNAとして使用した。次の異なった前方向プライマー及び 同じ逆方向プライマーを用いて、Cを有さないPIV3 P ORFを増幅した:5'-CCA TAGAGAGT CCATG GAAAGCGACGCTAAAAACTATC-3'(配列番号74;前方向プライマー)及 び5'-CGGTGTCGTTTCTTT GTCGAC TCATTGGCAATTGTTG-3(配列番号7;逆方向プライ マー)、その得られるPCR生成物は、NcoI及びSalI制限部位(イタリック型で示 される)を端に有する1851bpのフラグメントであった。前方向プライマーにおけ る下線のヌクレオチドは、P ORFにおいてはサイレントであるが、しかしC ORF の開始コドンをトレオニンに変えるヌクレオチド置換を表わす。C ORFのための 次の開始コドンは、400以上下流のヌクレオチドである。従って、Pタンパク質 のみが生成される。次に、PCR生成物を、pTM−1のNcoI−SalI窓中にクローン 化し、第2のプラスミド、すなわちpTM(P, Cナシ)を生成した。 HPIV3のL ORFを、3個の部分でpTM−1中にクローン化した:末端はPCR生成 物に由来し、そして主要本体はp218(131)からの制限フラグメントであった。 L ORFの上流末端を、次のプライマーを用いて増幅した:GCAAAGCGTG CCCGGGCCA TGG ACACTGAATCTAACAATGGC(配列番号8)及びGAAATTCCTTA ATCGAT TCTCTAGATTC( 配列番号9)。これは、十分な長さのゲノムの位置8625−9645が、上流末端上にS maI及びNcoI部を、及び下流末端上にClaI部位を有する(すべての3種の部位 はイタリック型で示される)、1,020−bpのPCR生成物L1を生成した。L ORFの 下流末端を次のプライマーを用いて増幅した;CCCATCAACTGTAACA TACGTA AGAAAG AC(配列番号10)及びGGTTAGGATAT GTCGAC ATTGTATTTATG(配列番号11)。これは 、十分な長さのゲノムの位置13,645−15,378が、SnaBI及びSalI部位(イタリッ ク型で示される)を有する1,733−bpのPCR生成物L2を生成した。プラスミドp (131)をClaI及びPstIにより消化し、十分な長さのゲノムの位置9,630−14,120 を含む4,487−bpのフラグメントL中間を生成した。L1及びL中間を共通するC laI部位で連結し、そしてpBluescriptのSmaI−PstI窓中にクローン化し、p (L1−L中間)を生成した。次に、L2フラグメントを、p(L1+L中間) のPstI−SalI窓中にクローン化し、NcoI及びSalIを端に有する完全なL ORF を生成した。次に、これを、pTM−1のNcoI−SalI窓中にクローン化し、pTM( L)を生成した。pTM(N)(配列番号20)、pTM(P)(配列番号21)及びpTM(L)(配列 番号22)のPCR−生成された領域の配列を、ジデオキシヌクレオチド配列決定方法 により確かめた。 T7転写の効率を高めるために、一定の修飾を、PIV3−CAT(−)と呼ばれるネ ガティブ−センスのPIVミニゲノムをコードするcD NA構造体に対して行なった(Dimock及びCollins,J.Virol.672772-2778(199 3);これは引用により本明細書に組込まれる)。PIV3−CAT(−)は、CAT ORFの ネガティブ−センスコピーに融合されるHPIV3ゲノムの3’−末端の111個のヌ クレオチド及び5’−末端の115個のヌクレオチドを含む。このcDNAを、HgaIに よる線状化及びT7 RNAポリメラーゼによる転写に基づいて、HPIV3ゲノムの正 確な末端を含むミニゲノムを生成するよう企画した。cDNA末端への連続的な延長 を付加する突然変異誘発オリゴヌクレオチドを用いての2回の連続したPCRを用 いて、自己−切断が正しい3'HPIV3ゲノム末端を生成するよう、肝炎ウィルスδ リボザイムによりHgaI部位を置換した(Perotta及びBeen,Nature 350:434-436 (1991);これは引用により本明細書中に組込まれる)。T7転写終結シグナル を、リボザイムの直後に挿入し(図3)、PIV3−CAT−δを生成した。 PIV3−CAT−δ cDNAを、PCR突然変異誘発により修飾し、トレイラー及びT7 プロモーターを端に有する制限部位を用いて、T7プロモーターとミニゲノムの 5’末端との間に1,2又は3個のG残基を挿入した。この修飾はT7転写の高 められた効率を生成した。予備実験においては、PIV3−CAT−GGと呼ばれる、G 残基を含むミニゲノムが、下記に記載される再構成された転写及び複製システム においてのCATの発現において最とも活性的であり、そしてすべての続く誘導体 化のために使用された。 PIV3−CAT−GG cDNAをさらに、オーバーラッピングPCR突然変異誘発によ り修飾し、次の通りに、2つの部位で同時に修飾を導入した。第1に、ワクシニ アウィルス初期段階RNAポリメラーゼ(T5NT)(Yuen及びMoss,Proc .Natl.Acad .Sci.USA 84:6417-6421(1987);引用により本明細書中に組込まれる)のため のタンデム 転写終結モチーフを含む配列T7CTを、δリボザイムとT7転写ターミネーターと の間のボジティブ−センス鎖のcDNA鎖中に挿入した(図1)。このモチーフ、及 び下記に記載される第2モチーフを付加し、ワクシニアウィルス初期RNAポリメ ラーゼによりCAT遺伝子の無差別な転写を防止した。第2に、ミニゲノムcDNA挿 入体を、(i)第2ワクシニアウィルス終結モチーフ(T5AT)の、コードされた ミニゲノムに対して位置103〜109でのポジティブ−センスのcDNA鎖中への挿入、 及び(ii)ミニゲノム位置112での0〜6個のG残基(ネガティブ−センス)の 挿入を含むよう、N−非翻訳領域とCAT遺伝子との間の連結部で修飾した(図3 )。オーバーラッピングPCR突然変異誘発は、次の通りに実施される3組の反応( PCR1,2及び3)を包含した。PCR1は、鋳型としてPIV3−CAT−GG cDNAを及び プライマーとして次の2種の突然変異誘発性オリゴヌクレオチドを用いる7回の 平行した反応組〔PCR1(0)〜(+6)〕であった:前方向プライマー:+111G GGGTTATGCTACTGCAGGCTTTTTTTCTCCCTTAGCCATCCG-52(配列番号12)、及び逆方向 プライマー:124CTC CATTCTAGA(N)TTATAAAAATTATAGAGTTCCC90(配列番号13)。第 1のオリゴヌクレオチドにおける太字の配列は上流のタンデムワクシニアターミ ネーターであり、そして第2のオリゴヌクレオチドにおける太字の配列は第2タ ーミネーターである。この反応は、リボザイム及び隣接するリーダー領域を増幅 し、そして上記の突然変異を挿入した。PCR2は、鋳型としてPIV3−CAT−GG cD NA、及びユニークNgoMI部位の上流のプラスミド配列においてハイブリダイズし た前方向プライマー(図3)、及び反応1の前方向プライマーに対して相補的な 逆方向プライマーを用いる単一反応であった。従って、PCR1及び2の生成物は 、この後者の配列でオーバーラップした。PCR1(0)〜(+6)、及びPCR2の 生成物をゲル精製し た。PCR1(0)〜(+6)の生成物を、PCR2の生成物のアリコートとそれぞれ 別々に混合し、そしてまた、PCR2の前方向プライマー一及びPCR1の逆方向プラ イマーを含む第3反応(PCR3(0)〜(+6))において増幅した。PCR3(0)〜( +6)の生成物を、プラスミド特異的配列において切断するNgoMI、及びCAT遺伝 子の上流端で切断するXbaIにより消化し(図3)、そしてPIV3−CAT−GGのNgo MI−XbaI窓中にクローン化した。これは、挿入されたG残基の数に従って命名 されたミニゲノムコードのcDNAのパネルをもたらした:PIV3−CAT 0〜PIV3− CAT+6.PCRに由来するすべてのDNA領域の構造を、ジデオキシヌクレオチド配 列決定により確かめた。 C)トランスフェクション HEp−2細胞を、6ウェルプレートにおいて、90%集密性に増殖した。6ウェ ルプレートの個々のウェル(1.5×106個の細胞)を、0.4μgのpTM(P),0.4μgの pTM(N),0.05μgのpTM(L)、及び0.4μgのミニゲノムプラスミドによりトラ ンスフェクトした。前記プラスミドを、0.1mlのOpti MEM(Life Technologies)に 添加し、そして12μlのLipofect ACE(Life Technologies)を含むOpti MEM 0.1m lと共に混合した。室温で約15分間のインキュベーションの後、2%ウシ血清及 び1.5×107pfuのvTF7−3を含むOpti MEM1(0.8ml)を、個々のウェルに添加した 。プレートを37℃で12時間インキュベートし、その後、培地を、2%ウシ胎児血 清を含む新鮮なOpti MEMにより変換した。次に、細胞を37℃で合計48時間インキ ュベートし、そしてRNA分析及びCATアッセイのために収穫した。個々のミニゲノ ムを、三重反復して表わし(3個のウェル)、これを培地に削り取り、そしてプ ールした。 D)CAT アッセイ 上記収穫された細胞の個々のプールされたサンプルの3.33%(1.5×105個の細 胞)を表わすアリコートを、CATアッセイのために取り出した。そのアリコートを 1,000rpmで5分間、遠心分離し、そして上清液を捨てた。細胞懸濁液を、40mMの トリス(pH7.5)、1mMのEDTA、150mMのNaClの溶液1mlにより洗浄し、そして0.25 Mのトリス(pH7.5)溶液50mlに再懸濁した。溶解物を、3回の凍結及び融解により 調製し、そして8,000rpmでの5分間の遠心分離により透明にした。溶解物1μl を、従来のアッセイを用いて、D−トレオー〔ジクロロアセチル1−14C〕クロ ラムフェニコール(Amersham)をアセチル化する能力についてアッセイした(Go rmonなど.,Mol .Cell.Biol.2:1044-1051(1982);これは引用により本明細書 に組込まれる。アセチル化を、薄層クロマトグラフィーにより可視化し、そして ホスホイメージャー分析(Molecular Dynamics,Sunnyvale,CA)により定量化し た。 E)RNA 分析 個々のプールされたサンプルの残る細胞収穫物を、カプシド化されたRNA、合 計RNA及びmRNAの単離のために3つの等しい部分に分けた。それらの3つのアリ コートを、1,000rpmで5分間、遠心分離し、そして上清液を捨てた。細胞懸濁液 の2つのアリコートを、1%Triton X−100,0.5%DOCを含むRSB(10mMのNaCl ,10mMのトリス、pH7.5,1.5mMのMgCl2)50μlに再懸濁した。次に10mMのトリス (pH7.5),1mMのCaCl2及び20μg(1mg/mlのストック)のミクロコッカスヌク レアーゼの溶液50μlを1つのアリコートに添加し、そして他はミクロコッカス ヌクレアーゼを有さない同じ混合物を受けた(Baker & Moyer,J .Virol.62:8 34-838(1988);311pにより本明細書に組込まれる)。ミクロコッカスヌクレア ーゼの目的は、カプシド化されなかったRNAを破壊することであり、そして 使用される条件は、予備実験において最適化された。混合物を30℃で30分間イン キュベートし、そしてRNAを供給者の方法に従ってTrizol(Life Tcehnologies)に より単離した。細胞懸濁液の第3のアリコートをTrizolによるRNA精製のために 処理し、そして精製されたRNAを、oligo(dT)セルロースクロマトグラフィーによ りポリアデニル化された画分及びポリアデニル化されていない画分に分離した( Grosfeldなど.,J .Virol.69:5677-5686(1995);引用により本明細書中に組込 まれる)。RNAサンプルを、0.44Mのホルムアルデヒドを含む1.5%アガロースゲ ル上で試験し、ニトロセルロースに移し(Chomczynski,Anal .Biochem.201:1 34-139(1992);引用により本明細書中に組込まれる)、鎖特異的リボプローブに よりハイブリダイズせしめ、そしてホスホイメージャー分析により定量化した。 例III 修飾されたPIV3ミニゲノムの構成及び発現 この例においては、cDNAのバネルが、単一のヌクレオチドインクレメントによ り長さが異なるPIV3ミニゲノムをコードするよう構成された。この再構成され たシステムにおける転写及びRNA複製は、その長さがちょうど6の倍数であるミ ニゲノムに関して最とも効果的であった。これに関して、パラミキソウィルス及 びモルビリビラス(Morbillivirus)属のメンバーは、典型的には、“6の規則” により守られ、すなわちゲノム(又はミニゲノム)は、それらのヌクレオチドの 長さが6の倍数である場合のみ、効果的に複製する(NPタンパク質のカプシド化 に対してのヌクレオチド残基の正確な間隔開けのための必要条件であると思われ る)。しかしながら、この発見は、長さが6のちょうど倍数よりも1つのヌクレ オチド大きいか又は少さいミニゲノムが驚くべきことには、特にRNA複製におい てのみ活性的であることを示す。 7種のcDNAのパネルが、単一のヌクレオチドインクレメント、長さが異なる、 PIV3−CAT 0〜+6と呼はれる7種のPIV3−CATミニゲノムをコードするよう 構成された(図3)。個々のミニゲノムは、ウィルス遺伝子が欠失され、そして CAT ORFのネガティブ−センスコピーにより置換されているHPIV3ゲノムRNAの短 いネガティブーセンス類似体である。CAT ORFは、N及びL遺伝子非翻訳セグメ ント、N GS及びL GE転写モチーフ、及びゲノムRNAの3’リーダー及び5’ト レイラー遺伝子外末端を端に有する。個々のPIV3−CATミニゲノムの5’末端は 、T7 RNAポリメラーゼのための隣接するプロモーターにより定義される。この プロモーターは、上記のように、2つの非ウィルスG残基の延長が、コードされ たミニゲノムの5’末端に寄与されるよう構成された。T7プロモーターの非転 写コアーに隣接する追加のG残基の存在は、その転写の効率を改良し、そして予 備研究は、2つのG残基の存在が下記再構成されたシステムにおいて最高レベル の活性を提供したことを示した。それらの2つのG残基は、ミニゲノムの長さの 計算には包含されていない。3’ミニゲノム末端を、正しい3’−末端ヌクレオ チドを生成する、隣接する肝炎δウィルスリボサイムによる自己−切断により創 造する。7種のPIV3−CATミニゲノムは、N非翻訳領域とCAT遺伝子との間の連 結部での0〜6のG残基の挿入のために長さの延長、及び898〜904のヌクレオチ ドの長さの範囲で、単一のヌクレオチドで異なる。PIV3−CAT+2ミニゲノムは 、6のちょうど倍数である唯一のミニゲノムである(個々のミニゲノムは、2つ の追加の非ウィルス性G残基を、T7プロモーターにより寄与される5’末端で 含むが、しかしそれらは細胞内HPIV3−介在性RNA複製の間、失なわれると思わ れることが注目されるべきである)。 個々のPIV3−CAT cDNAを、vTF7−3、すなわちT7 RNAポリメラーゼを発現 するワクシニアウィルス組換え体により感染されたHEp−2細胞中にトランスフ ェクトした。T7プロモーターの制御下でN,P及びLタンパク質をコードする プラスミドを同時にトランスフェクトした。P cDNAは、C ORFの翻訳開始部位 を排除するために特定部位の突然変異誘発により修飾されていた。細胞を感染後 48時間で収穫した。細胞懸濁液のアリコートを、CAT酵素アッセイのために処理 した(図4)。残る細胞を、3つの等しいアリコートに分け、そして下記のよう にして、RNA分析のために処理した。 ミニゲノムcDNAをさらに、PIV3−CAT挿入体の上流のポジティブ−センスプラ スミド鎖に2つのタンデムワクシニアウィルス初期−遺伝子転写終結モチーフ( T7NT)を、及びCAT ORFのすぐ上流の同じ鎖に第3の前記モチーフ(T5AT)を含 むよう、修飾した(図3)。それらを、ワクシニアウィルスポリメラーゼによる CAT ORFの無差別な転写を最少にするよう企画した(Grosfeldなど.(1995), )。CAT発現は、PIV3−CATミニゲノムの個々がN,P及びLプラスミドによ り補充される場合、再生的に検出され、(図4)、そしてCATの検出は、すべて のそれらのPIV3タンパク質に依存した。しかしながら、発現率は、6のちょう ど倍数であるヌクレオチドの長さを有するPIV3−CAT+2に関してより高かった 。ミニゲノム及び支持プラスミドの好ましい割合及び量を、CAT酵素発現に基づ いて決定した。 例IV PIV ミニゲノムによるポジティブ−センスRNAの合成 PIVミニゲノムの転写及び複製を、両方法のRNA生成物の検出により確かめた。 前記例に記載されるように、細胞懸濁液の3つの等しいアリコートを、RNA分析 のために採取した。1つのアリコート を、上記のように、oligo(dT)分析のために使用した。他の2つのアリコートを 、界面活性剤により溶解し、そしてミクロコッカスヌクレアーゼと共にインキュ ベートするか又は擬似−処理した。次に、RNAを、単離し、ホルムアルデヒドア ガロースゲル上での電気泳動により分離し、ニトロセルロースに移し、そしてネ ガティブ−センスCATリボプローブによるハイブリダイゼーションにより分析し た。ミクロコッカス−処理された及び擬似−処理された溶解物からのRNAが、そ れぞれ、図5Aの上部及び下部パネルに示される。 擬似(mock)−処理された溶解物からのRNAの分析は、N,P及びLプラスミ ドによる個々のミニゲノムの補充が、931−ヌクレオチドRSV−CAT C2ミニゲノ ムにより発現されるRNAから成るマーカーにサイズ上、ひじょうに類似するRNAバ ンドの合成をもたらしたことを示した(Grosfeldなど,(1995),前記)。ホスホ ルイメージャー分析が、図8Bに示される。N又はLプラスミドが削除される場 合、RNAはほとんど、又はまったく検出されず、このことは、それらのRNAが再構 成されたPIV3ポリメラーゼの生成物であることを確かめた。 個々のPIV3−CATミニゲノムは、2種のポンティブ−センスRNA、すなわちミ ニ−アンチゲノム及びサブゲノムCAT mRNAをコードすることが予測される。個々 のミニ−アンチゲノムは、898〜904の長さのヌクレオチドである、そのミニゲノ ムの正確な補体であることが予測される。予測されるサブゲノムmRNAは、GS及び GEシグナルにより定義され、そして804個のヌクレオチドの長さであり、そして1 00〜200個のヌクレオチドのポリA末端を含むことが予測される。 図5Aにおけるポジティブ−センスRNAの単一ゲルバンドの検出(下部パネル )は、アンチゲノム及びmRNAがゲル電気泳動により分 解されなかったことを示した。従って、ミクロコッカスヌクレアーゼによる処理 は、アンチゲノム(及びゲノム)(但し、mRNAではない)がカプシド化され、そして 消化に対して耐性であるので、アンチゲノムRNAを同定するために使用された。 この目的のためへのミクロコッカスヌクレアーゼの使用は十分に確立されており (Baker & Moyer(1988),前記)、そして選択される条件はRSVミニレプリコンに より確証されており、そしてHEp−2細胞溶解物に含まれるmRNAを完全に分解す ることが示されている。残留RNAを精製し、そしてネガティブ−センスリボプロ ーブによるノザンブロット分析により分析し(図5A、上方パネル)、そしてホ スホルイメージャーにより定量化した(図5B;この分析においては、ミクロコ ッカス−処理された及び処理されていないRNA量が別々に標準化されたことを注 目すること)。それらの調査は、ポジティブ−センスのカプシド化されたミニ− アンチゲノムに対応する保護されたRNA集団の存在を示した。いくつかの実験の 中で、この保護されたRNAは、約3〜15%のポジティブ−センスRNAであった。 全RNA及びミクロコッカス−耐性RNAの両者に関して、蓄積は、900個の長さの ヌクレオチドであり、そして従って6の倍数である+2ミニゲノムの場合に最大 であった。しかしながら、RNAの実質的な量がまた、6の倍数のヌクレオチドに 対応する長さを示さないミニゲノム1、特に+2ミニゲノムよりも1つ長いか又 は短いヌクレオチドであるミニゲノム+1及び+3の場合に蓄積した。実際、+ 1及び+3ミニゲノムにより生成されるカプシド化されたアンチゲノムの量は、 +2ミニゲノムの85%及び72%であった(図5B)。さらに最少の効率のミニゲ ノム、すなわち+5ミニゲノムは、蓄積されたカプシド化されたRNAの測定によ り決定される場合、+2ミニゲノムの20%ほどの活性であった。合計のポジティ ブ−センス RNAを検出するための測定の場合、+1及び+3ミニゲノムは、+2ミニゲノム の合計RNAの52%及び45%を生成した。 サブゲノムmRNAの存在を確かめるために、収穫された細胞懸濁液の最終アリコ ートを、RNA精製のために処理した。次に、RNAをoligo(dT)クロマトグラフィー にゆだねた。結合しなかったRNA、及び結合し、そして低い塩緩衝液で溶出され たRNAを、ノザンブロットハイブリダイゼーションにより(図6A)及びホスホ リイメージャー(図6B;この場合、結合された及び結合されなかったRNAは、 +2ミニゲノムの結合されたRNAに対して一緒に標準化されたことを注目するこ と)により分析した。それらのアッセイは、約64%のポジティブ−センスRNAが 、サブゲノムmRNAに関して予測されるように、ポリアデニル化されたことを示し た。mRNAの蓄積は、+2ミニゲノムに関しては最大であった。しかしながら、mR NAの実質的な量がまた、他のミニゲノムに関して観察された。+1及び+3ミニ ゲノムにより合成されたmRNAの量は、+2ミニゲノムにより合成されるその量に 比較して、それぞれ30%及び20%であり、そして最少の活性ミニゲノムに関して 、約13%であった。例V PIV ミニゲノムによるネガティブセンスのRNAの合成 前記例に記載される種々のPIV3−CATミニゲノムを、mRNA及びポジティブ−セ ンスのカプシド化されたミニ−アンチゲノムの合成に向け、後者は、RNA複製に おける第1段階を表わす。RNA複製における第2段階は、ミニ−アンチゲノム生 成物からのカプシド化された子孫ミニゲノムの合成を包含する。この後者の工程 を評価するために、前記例に記載される擬似(mock)−処理された及びヌクレア ーゼ−処理された溶解物を、ポジティブ−センスCATリボプローブによるノザン ブロットハイブリダイゼーションにより分析し(図 7A)、そしてホスホルイメージャーにより定量化した(図7B)。 擬似−処理された溶解物からのRNAの分析(図7A、下方パネル)は、相当量 のミニゲノムが、N又はL支持プラスミドが削除されている負の対照を包含する すべてのサンプルにおいて、細胞内蓄積していることを示した。図5A−B及び 6A−Bに記載される分析は、ボジティブ−センスRNAの合成がそれらの条件下 でほんのわずかであったことを示した。従って、N又はLの不在下で観察される ミニゲノムは、再構成されたHPIV3ポリメラーゼにより介在されるRNA複製の生 成物ではなく、そして代わりに、トランスフェクトされたプラスミドのT7転写 の生成物であるはずである。 再構成されたHPIV3ポリメラーゼにより生成されたミニゲノムは、カプシド化 されていることが予測されるが、T7 RNAポリメラーゼにより生成される多くの ミニゲノムは、カプシド化されていないことが予測される。従って、図5A〜B に記載される、同じミクロコッカスヌクレアーゼで処理されたサンプルからのRN Aを、ポジティブ−センスのCATリボプローブによりハイブリダイズされる第2ブ ロットを調製するために使用した(図7A、上方パネル)。これは、Nタンパク 質の不在下で蓄積したすべてのミニゲノムRNAが、予測通りに分解されたことを 示した(図7A、上方パネル、レーン1)。Lの不在下で蓄積した実質的にすべ てのミニゲノムはまた、分解に対して敏感であって(図7A、上方パネル、レー ン2)。Lの不在下で、そしてN及びPのみの不在下で合成されたプラスミド− 由来のミニゲノムは、効果的に生じるようには思えなかった。 3種の支持プラスミドの完全な組が存在する場合、有意な量のミクロコッカス ヌクレアーゼ−耐性ミニゲノムRNAが、個々のミニゲノムに関して蓄積した(図 7A、上方パネル)。ポジティブ−セン スのRNAの場合、よくあることだが、最大量の子孫ミニゲノムが+2ミニゲノム と共に観察された。次に、+1及び+3ミニゲノムが豊富になり、そしてゲノム RNAのレベルは、+2ミニゲノムのレベルの67%及び42%であった。 前記例は、HPIV3 N,P及びLタンパク質が効果的な転写及びRNA複製のた めに必要且つ十分であることを示す。再構成されたPIV3ポリメラーゼにより介 在される転写及びRNA複製の非常に強い性質が、コードされたタンパク質の機能 性を確認した。発現系内への追加のウィルスタンパク質の包含がそれらの過程を 増強し、又は修飾するであろうことがさらに予測される。本発明の組成物及び方 法内でのPIV C,D、及び滞在的にはVの同時発現が、たとえばRNA複製を増大 し、そして/又は修飾するために有用であろう。このためには、プラスミドが、 PIV転写及びRNA複製、並びに適切な感染モデルにおけるPIV表現型に対するそれ らの効果を決定するために、1又は複数のそれらの要素の同時発現を達成するた めの前記方法に従って、構成され、そしてアッセイされるであろう。 例VI cDNA からの感染性組換えRNAの構成 次の例は、4種のプラスミド担持のcDNAの細胞内同時発現による感染性組換え PIV(rPIV)の生成を記載する。それらのcDNAは、完全なHPIV3ゲノム及びHPIV3ヌ クレオカプシドタンパク質N、リンタンパク質P、及びポリメラーゼタンパク質 Lを別々にコードする。 A)ウィルス及び細胞 修飾されたワクシニア株Ankara(MVA)、すなわちバクテリオファージT7 RNA ポリメラーゼを発現するワクシニアウィルス組換え体を、wyattなど.,Virol 2 10:202-205,1995(引用により本明細書に組込まれる)に従って調製した。HEp− 2単層培養物を、2% FBS,50μg/mlのゲンタマイシンスルフェート及び2mMのグルタミンにより補充 されたOpti MEM1(Life Technologies)により、5%CO2下で37℃で維持した。H PIV3のJS wt株及びその弱毒化されたts誘導体、すなわちJS cp45を、Hallなど. ,Virus Res 22:173-184,(1992)(引用により本明細書に組込まれる)により 記載のようにして、LLC−MK2細胞において増殖した。 B)cDNA HPIV3の完全なゲノム配列をコードする、p218(131)(図1、配列番号1)と称 する十分なcDNAクローンを、上記のようにして構成した。p3/7(131)(配列 番号14)(ATCCにブタペスト条約の下で寄託され、そして寄託番号第97990号を付 与されている)と称する第2のcDNAクローンを、HPIV3の完全なアンチゲノム配 列をコードするよう構成した。p3/7(131)は、p218(131)と、HPIV3 cDN A挿入体に対してのT7プロモーター及びリボザイム/T7ターミネーターの位 置が相互変更されていることにおいて異なる。従って、p3/7(131)において 合成される第1のヌクレオチドは、アンチゲノムの5’末端、すなわちゲノム位 置1のポジティブ−センス相補体であり、そしてリボザイム分解により定義され る3’アンチゲノム末端はゲノム位置15462の相補体である。p3/7(131)2 G(配列番号15)(ATCCにブタペスト条約下で寄託され、そして寄託番号第97989号 を付与されている)と称する第3のクローンもまた構成し、これはp3/7(131) と同一であるが、但し2つのG残基がアンチゲノムの5’末端とT7プロモータ ーとの間に挿入されている点で異る。 p3/7(131)2G及びp3/7(131)の構成のために、2種のプラスミドp( AA'CC'DE)及びp(EFF'GHIJKL)を修飾し、そしてHPIV3の完全なポジ ティブ−センスのアンチゲノムをコードす るよう連結した。第1に、p(AA'CC'DE)におけるHPIV3の3’末端に隣接 するT7ターミネーター及びδリボザイムを、PCRを用いて、T7プロモーター により置換した(図8を参照のこと)。ポジティブ−センスプライマー:5'-GGC CCGTC GACGCG TAATACGACTCACTATAGGACCAAACAAGAG-3'(配列番号18)により、HPI V3(HPIV3配列は下線を引かれている)の3’リーダーに隣接してT7プロモ ーター(太字)が配置され、転写を改良するためにそれらの2種の要素間に2個 のG残基が挿入される。ユニークMluI部位(イタリック型)を、クローニング 目的のためにT7プロモーターの上流に配置した(図8)。ネガティブ−センス プライマー:5'-1224CGGCAT CACGTG CTAC1209-3'(配列番号19)は、HPIV3 N 遺伝子のnt1209−1224にわたり、そして天然のHPIV3配列に存在するユニークPm lI部位(イタリック型)を包含した。PCR生成物及び親の鋳型p218(AA'CC'D E)の両者を、MluI及びPmlIにより消化し、そして次に、PCR生成物をMluI −PmlIウインドウ中にクローン化した。第2のPCR反応を、同じネガティブ−セ ンスプライマー及びポジティブ−センスプライマー(但し、HPIV3のT7プロモ ーターと3’末端との間に2G残基が挿入されていない)を用いて行なった。そ れらのプラスミドを、p(Left+2G)及びp(Left+)と命名した。p(Left +2G)の構成は図8に示され、p(Left+)の構成は同じ手段に従った。 プラスミドp(EFF'GHIJKL)をPCRにより修飾し、HPIV3の5’末端に隣 接してδリボザイム及びT7ターミネーターを配置した(図9)。ポジティブ− センスプライマー:5'-GGATTT GCGCCC14813 AATTTAAATCATCTGG 24820-3'(配列番 号16)は、HPIV3(HPIV3特異的配列は下線が引かれている)のL遺伝子におけ るユニークSwaI部位(イタリック型、下線が引かれている)のすぐ上流にBssH II 部位(イタリック型)を導入した。ネガティブ−センスプライマー:5'-CCCAGGT CGGACC GCGAGGAGGTGGAGATGCCATGCCAGCCC15462 ACCAAAACAAGAGAAGAACTCTGTTTGG 15 435- 3'(配列番号17)は、HPIV3ゲノム(ネガティブ−センスは下線が引かれて いる)の5’末端に隣接する天然に存在するユニークRsr II部位(イタリック型 )を含む、δリボザイムの一部(太字)を配置した。このPCR生成物をHssH II及 びBsr IIにより消化し、そしてプラスミドp3/7のBssH II−RsrIIウインドウ 中にクローン化した(図9)。プラスミドp3/7はp218と同一であるが、但 し、δリボザイム及びT7ターミネーターは逆方向配向で存在する。上記挿入を 含むp3/7プラスミドを、pPIV3−3/7として命名し、そしてHPIV3の5’ 末端の651個のヌクレオチドに隣接する完全なδリボザイム及びT7ターミネー ターを含んだ。プラスミドのPIV3−3/7のSwaI及びMgoMIフラグメントを単 離し、そしてp(EFF'GHIKL)のSwaI−NgoMIウインドウ中にクローン化し た。p(Right+)と命名されたその得られるプラスミドは、HPIV3の5’末端 に隣接する完全なδリボザイム及びT7ターミネーターを配置した(図9を参照 のこと)。p(Right+)のXhoI−NgoMIフラグメントを、p(Left+)及びp (Left+2G)のXhoI−NgoMIウインドウ中にクローン化し、それぞれ、プラス ミドp3/7(131)(配列番号14)及びp3/7(131 2G)(配列番号15)をもた らした(図10)。それらの個々は、HPIV3アンチゲノムRNAの完全なポジティブ −センス類似体をコードし、そして後者のcDNAは改良された転写効率のためにT 7プロモーターに隣接して2つのG残基を含む。 C)トランスフェクション HEp−2細胞を、6ウェルプレートにおいて90%集密性(confluence)まで増 殖せしめた。6−ウェルプレートの個々のウェル(1.5 ×106個の細胞)を、3種の前記支持プラスミド、すなわち0.4μgのpTM(P),0 .4μgのpTM(N),0.05μgのpTM(L)、及び5μgの十分な長さのゲノム又はア ンチゲノムHPIV3 cDNAによりトランスフェクトした。プラスミドを、12μlのL ipofect ACE(Life Technologies)を含むOpti MEM1(Life Technology)0.2mlに添 加した。室温で約15分間のインキュベーションの後、2%ウシ胎児血清及び1.5 ×107pfuのMVA−T7を含む0.8mlのOpti MEMを個々のウェルに添加した。その培 養物を32℃で12時間インキュベートし、その後、培地を、2%ウシ胎児血清を含 む新鮮なOpti MEM1により交換した。その培養物を32℃でさらに3日間インキュ ベートし、次に収穫し、そして新鮮なHEp−2単層上に継代した(継代1と言及 する)。それらの継代1培養物を32℃で5日間インキュベートし、そして培養物 に存在するウィルスを収穫し、LLC−MK2培養物において1度、継代し、そしてv an Wyke Coelinghなど.,Virol 143:569-582,(1985)(引用により本明細書に 組込まれる)に記載のようにして赤血球凝集阻止(HAI)により特徴づけ、それがcD NAから回収されたウィルスを表わすモノクローナル抗体耐性突然変異(MARM)を 有するかどうかを決定した。 D)組換えウィルスの配列決定 組換えPIVのHN及びL遺伝子におけるヌクレオチド配列マーカーの存在を、回 収されたビリオンから単離されたRNAのRT−PCRにより決定した。1mlのpPIV(1 ×105pfu/ml、継代レベル2)を、氷上での1時間のインキュベーションにより 、25%ポリエチレングリコール200μlにより沈殿せしめ、そして12,000gで15 分間、遠心分離した。RNAを、TRIzol試薬(Life Technologies)により、製造業者 の推薦方法に従って精製した。RT−PCRを、Superscriptキット(Life Technologi es)により、製造業者の推薦方法に従って実施 した。対照反応は同一であったが、但しPCR生成物がウィルスRNAからのみ由来し 、そして可能性ある汚染性cDNAプラスミドからではないことを確認するために逆 転写酵素を反応から削除した。4種のプライマー対を用いて、nt7334-8715,936 4-10854,10939-15392及び13623-15392からPCR生成物を生成した。次に、それら の得られるPCR生成物を、サイクルジデオキシヌクレオチド配列分析(New Engla nd Biolabs,Beverly,MA)を用いて配列決定した。 例VII ネガティブ−センスのゲノムRNAをコードするcDNAからの組換えウィルスの回 プラスミドp218(131)、及び3種の支持プラスミドpTM(N),pTM(P)及びpT M(L)を、T7 RNAポリメラーゼを発現するMVAと共に、HEp−2細胞中にトラン スフェクトした。pTM(N),pTM(P),pTM(L)及びMVAから成る対照グループを、 HEp−2細胞中に、p218(131)を伴わないで同時トランスフェクトした。4日 目、トランスフェクタントを収穫し、新鮮なHEp−2細胞単層上に5日間、継代 し、そして再びLLC−MK2培養物において5日間、継代した(継代2)。継代2 収穫物に存在するウィルスをさらに、HAIにより特徴づけた。十分な長さのゲノ ムクローンp218(131)を伴わないで、3種の支持プラスミドのみを受けたトラ ンスフェクショングループからの培養物は、HPIV3を生成しなかった。ウィルス から回収されたrPIVは、それがHAIアッセイにおいて、HPIV3に対して特異的で あるmAb77/5,101/1及び454/11と反応するので、HPIV3であることが確認さ れた。それは、mAb170/7及び423/6と反応しないので、仮定に基づけば、cDN A−由来のものとして同定され、それはcDNA中に導入されたMARM突然変異と一致 した。 rPIVが実際にcDNAから回収されたかを確かめるために、それを、野生型JS株HP IV3と平行して、7個の挿入されたマーカー突然変異挟む4種のプライマー対を 用いてRT−PCRにより分析した。得られた個々のPCR生成物はRTの包含に依存し、 このことは、各々がRNAに由来し、そして汚染性cDNAに由来しないことを示す。 4種のPCR生成物のサイクル−配列決定は、rPIVの配列が7種のマーカーの各々 を含むことを確かめ、3種のマーカーを示す配列決定データが図11に示される。 nt7903,7913及び7915を包含する、HN遺伝子におけるrPIVとJS wtとの間の配列 差異は明白である。類似する配列分析を、nt位置7593,10355,11333及び15248 での他の4種のマーカー、並びに個々の突然変異を有したrPIVについて行なった 。 それらの結果は、ネガティブ−センスのゲノムRNAをコードするcDNAからの感 染性rPIVの好都合な回収を示す。これは、ウィルス回収のために使用されたcDNA がポジティブ−センスのアンチゲノムRNAをコードするように企画されている、 セグメント化されていないネガティブ鎖RNAウィルスの回収についてのほとんど の公開された報告とは異なる(Baron and Barrett,前記,1997;Collinsなど,前記 ,1995;Conzelmann,前記,1996;Garcinなど,前記,1995;Lawsonなど, ,1995;Radeckeなど.,前記,1995;Whelanなど,前記,1995)。ゲノムRNAを コードするcDNAからの感染性ウィルスの回収は、これまで、Sendaiウィルスの場 合においてのみ報告されており、そして回収の効率はアンチゲノムRNAをコード するcDNAに関してよりも低かった(Katoなど.,1996)。ほとんどの他の研究にお いては、ウィルスの回収は、アンチゲノムcDNAにより達成されているが、しかし ゲノムcDNAによっては達成されていない(Lawsonなど.,1995;Whelanなど.,199 5)。不活性ハイブリッドをもたらす、支持プラスミドにより生成されるmRNAとcD NA−コードのゲノム RNAとの可能なアニーリングを包含する、それらの御しがたい結果を説明するこ とができる多くの可能性ある問題が示されて来た(Conztlmann,前記,1996;Law sonなど.,前記,1995)。たぶん、GEシグナルのオリゴU形跡がT7 RNAポリメ ラーゼによる転写終結のための天然のシグナルに類似するので、T7 RNAポリメ ラーゼは、ゲノムRNAの遺伝子連結部で選択的に終結するように思われることが また示されている(Whelanなど.,前記,1995)。 例VII ポジティブ−センスのアンチゲノムRNAをコードするcDNAからの組換えウィル スの回収 上記でより詳細に記載されたように、p3/7(131)及びp3/7(131)2Gを 、組換えPIVを生ぜしめるポジティブ−センスのアンチゲノムをコードするよう 構成した。プラスミドp3/7(131)2Gは、p3/7(131)と同一であるが、 但しT7プロモーターとアンチゲノムの第1ヌクレオチドとの間の2つのG残基 が付加されている。T7プロモーターと第1HPIV3ヌクレオチドp3/7(131) 2Gとの間への2つのG残基の付加は、2つのG残基の存在(0,1又は3個の 付加される残基に反して)はミニレプリコン複製の実質的に高められたレベルを 生成することを示す前記例に基づかれている。 2種のアンチゲノムcDNA〔p3/7(131)及びp3/7(131)2G〕を、N,P 及びL支持プラスミドと共に、細胞中に別々にトランスフエクトし、そしてp21 8(131)について記載されるのと同じ方法を用いて、MVA−T7組換えウィルス により同時に感染せしめた。個々のアンチゲノムcDNAからの感染性ウィルスを回 収し、そしてmAb423/6及び170/7と反応できないその能力によりcDNA−誘導 されるものとして推定的に同定した。 ウィルス回収の効率を、ゲノムcDNA p218(131)に対する個々のアンチゲノ ムcDNAについて評価した。ネガティブ−センスのゲノムcDNA p218(131)(配列 番号1)を用いての12のトランスフェクション反応を、2種のcDNAからのウィル ス回収の効率を比較するために、ポジティブ−センスのアンチゲノムcDNA p3 /7(131)2G(配列番号15)を用いての12のトランスフェクションと同時に実 施した。個々のウェルからのトランスフェクション収穫物1mlをLLC−MK2細胞 に対してタイトレーションし、そして残る2mlを新鮮なLLC−MK2細胞ヒト継代 した(継代1)。5日目、継代1を収穫し、そして上記のようにしてタイトレー ションした。組換えウィルスを、p218(131)によりトランスフェクトされた12 のウェル当たりわずか4のウェルからではなく、p3/7(131)2Gによりトラ ンスフェクトされた12のウェル当たり12のウェルから回収した。ポジティブ−セ ンスのアンチゲノムからの継代されたウィルスの培養物に存在するウィルスの平 均力価(105.0)は、104.1であるネガティブ−センスゲノムからの力価よりも10倍 近く高かった。しかしながら、1つの追加増幅により、力価は同等になった。 (i)ゲノム又はアンチゲノムcDNAが組換えウィルスの生成でより効果的であ るかどうかを決定するために、及び(ii)組換えウィルスの収率に対する2つの 特別な5’末端G残基の効果を決定するために、ゲノム又はアンチゲノムHPIV3 RNAをコードする3種の十分な長さのプラスミドからの組換えウィルスの回収効 率を研究した(表2)。不運なことには、残留MVA−T7がLLC−MK2単層培養物 上でのrJSのプラーク形成を妨害するので、プラークタイトレーションによりト ランスフェクション収穫物を直接的にタイトレーションすることは不可能であっ た。従って、本発明者は、まず、複数の独立したトランスフェクションからのrJ Sの回収の効率を比較し、そして他の実験に見られるように、rJSがp218(131) によりトランスフェクトされた培養物からよりもp3/7(131)2Gによりトラ ンスフェクトされた培養物からより頻繁に回収されたことを見出した。p218(1 31)によるトランスフェクション収穫物を包含する、個々のトランスフェクショ ン収穫物は他の実験においてrJSを生成したので、組換えウィルスを生成する相 対的な効率を比較するためにこの分析方法を用いることは不可能であった。従っ て、本発明者は、トランスフェクション収穫物の1回の継代に続いてウィルスの 量を定量化することによって、トランスフェクション収穫物に存在するウィルス の相対的量を推定した(表2)。個々のプラスミドは同一のウィルス(rJS)を生 成するよう企画されているので、継代されたウィルスの力価における差異は、ト ランスフェクション収穫物に存在するウィルスの力価の差異の表示として見なさ れた。上記実験においては、5’末端G残基を有する構造体はrJSの生成におい て最とも効果的であった。これは、2つの付加された残基が実際、回収の効率を 増強したことを示したが、しかし効率におけるこの小さなインクレメントについ ての機構は定義されていない。それ らの発見は、HPIV3 cDNA中に突然変異を導入するよう企画される将来の実験の ための基質としてp3/7(131)2Gを用いることの小さいが、しかし記載でき る利点を示す。p3/7(131)2Gからの組換えウィルスの回収における小さな 利点は、インビトロで複製を制限する弱毒化突然変異を有するウィルスを回収す るために特に必要とされる。VSVは、5’−末端で3個のG残基を含むアンチゲ ノムcDNAから回収されて来たが、この構造体からのウィルスの回収効率は、その 特別な残基を欠失する同じ構造体からの回収率と比較されていない(Whelanなど .,Proc .Natl.Acad.Sci.USA 92:8388-8392(1995);引用により本明細書 に組込まれる)。Sendaiウィルス及び麻疹ウィルスによる実験に比較して、アン チゲノムの5’−末端でのウィルス外G残基が、組換えウィルスの回収に対して 有害でなく、そして好都合であると思われることが明白である(Garcinなど., ,1995;Radeckeなど.,前記,1995;Katoなど,1996)。2つの5’−末端グア ニン残基を有さないゲノム及びアンチゲノムプラスミドは、組換えウィルスの生 成において同様に効果的であるように思われる。これは、組換えウィルスの生成 においてアンチゲノムcDNAよりも効果が低いゲノムcDNAを見出しているこれまで の報告とは異なる(Whelan,1995;Katoなど,1996)。 p3/7(131)(配列番号14)からのウィルスの回収の効率を、上記に類似す る実験で、p3/7(131)2G(配列番号15)及びp218(131)(配列番号1)のそ の効率と比較した。p3/7(131)からの回収率は、p217(131)の回収率に相 当した。回収率は、余分のGを含む両アンチゲノムcDNAに関して、より一致し且 つ効果的であった(表2)。 例VII 許容できる温度及び制限的温度でのrPIVのプラーク形成の効率 p218(131)及びp3/7(131)2Gの両者に由来するrPIV及び対照ウィルスの インビトロ複製の温度感受性レベルを、次の変性を伴って、Hallなど.,Virus R es .22:173-184(1992)(引用により本明細書中に組込まれる)により前に記載さ れたようにしてLLC-MK2単層培養物において、32℃、37℃、39℃及び40℃で決定 した。ウィルスを、室温で1時間、吸着せしめられた連続した10倍希釈溶液を含 む24−ウェルプレート上のLLC−MK2単層上に接種した。次に、培養物を、2mM のグルタミン及び0.8%のメチルセルロースにより補充された1mlのL−15によ り被覆し、そして次に、プレートを上記で示された温度で5日間インキュベート した。メチルセルロース膜を除去し、そして単層を80%メタノールにより4℃で 1時間、固定した。単層に存在するウィルスプラークを、Murphyなど.,Vaccine 8:497-502(1990)(引用により本明細書に組込まれる)により記載のようにして ネズミ抗体に対して特異的なイムノペルオキシダーゼ染色方法を用いて、1:50 0の希釈度で使用される腹水として2種のHPIV3−特異的抗−HNネズミmAb101/ 1及び66/4の混合物を用いて計数した。 ポジティブ又はネガティブ−センスのcDNAのいづれかに由来する組換えウィル スを、それらがJS wtウィルスに表現型的に類似するかどうかを決定するために 、32℃、37℃、39℃及び40℃でプラークアッセイにより特徴づけた。ポジティブ 及びネガティブ−センスのrPIVの両者は、39℃及び40℃の高温で、それらの複製 レベルにおいて、JS wtウィルスに匹適した(表3)。これを、37℃で力価の30 倍の低下を示し、そして39℃又は40℃でプラークを生成し得ないts変異体JS cp4 5と対比した。 JS cp45の配列は十分に決定されており(Stokesなど.,前記,1993)、そして 突然変異はリーダー、N,P,M,F,HN及びL遺伝子において同定されている 。しかしながら、突然変異がca,att又はts表現型を担当するかは未知である。 本発明の典型的なrPIVはJS wt親のようなts+表現型を示すので、既知の又はPIV のために発見されるべき他の突然変異間のcp45突然変異が、たとえば高温で注目 の突然変異を組込む組換えウィルスの複製を評価することによって、個々の突然 変異又はその組合せの効果を指摘するために十分な長さのcDNA中に、単独で、又 は組合せて導入され得る。このように同定された突然変異は、下記例に記載のよ うにして、効果的な弱毒化されたワクチン剤中に組込まれ得る。組換えPIV中に 組込まれた それらの及び他の突然変異はさらに、生物学的に誘導された変異体株よりも組換 えウィルスを遺伝子的により安定性にするために、コドン当たり複数のヌクレオ チド置換を創造する突然変異誘発により最適化され得る。 例VIII ハムスターにおけるrPIVの複製 36匹の生後16週のgolden Syrianハムスターを、4つのグループ(それぞれ9 匹のハムスター)に分け、そして105.5pfuの、ネガティブ−センスcDNAから回収 されたrPIV、ポジティブ−センスcDNAから回収されたrPIV,JS cp45、又はJS wt ウィルスを含む0.1ml溶液を鼻腔内接種した。4日目、ハムスターを殺し、そし て肺及び鼻甲介を収穫した。肺を、2.5μg/mlのアンホテリシンB(Guality Bi ologicals,Gaithersburg,MD)、200μg/mlのピペリシリン(Lederle Laborato ries,Pearl River,NY)及び50μg/mlのゲンタマイシン(Quality Biologicals )を含む20%(w/v)L−15懸濁液において均質化した。鼻甲介を同様に、10 %(w/v)L−15懸濁液において均質化した。均質化の後、サンプルをアリコ ートし、そしてドライアイス−エタノール槽において急速に凍結せしめた。サン プルに存在するウィルスを、後日、32℃でLLC−MK2細胞の96ウェルプレートに おいて滴定し、接種の後、5及び7日目でCPEを計測した。平均log10TCID50/g を、9匹のハムスターの個々のグループについて計算した。 表4は、ネガティブ−センスのcDNAから回収されたrPIV及びポジティブ−セン スのcDNAから回収されたrP1Vが、ハムスターの上部及び下部呼吸器官におけるJS wtと実質的に同じレベルに複製することを示す。これを、個々の部位で弱毒化 される、IS cp45ウィルスと対比した。 従って、本発明の典型的なrPIVは、生物学的に誘導されたJS wt親株により示 される、ハムスターにおける複製能力を保持することができ、それにより、突然 変異、たとえばハムスター及び他の宿主、たとえば非ヒト霊長類及びヒトにおい て複製を制限する、JS cp45候補ワクチンに存在する突然変異が、下記例に記載 のようにして、同定され、そして本発明の修飾されたrPIV株内に組込まれ得る。 例IX 弱毒化された表現型を特定するHPIV3中のアミノ酸置換の同定、 及び感染性の弱毒化されたPIVクローン中への弱毒化突然変異の組込み cDNAから感染性PIVを生成する能力は、弱毒化された生パラインフルエンザウ ィルスワクチンの開発を促進する。より詳しくは、本明細書に開示される方法及 び手段を用いることによって、PIV候補ワクチンの弱毒化の遺伝的基礎が容易に 決定され、そしてcDNAから生成される感染性PIVワクチンが、精細に調節された レベルの弱毒化及び免疫原性を達成するよう企画され得る。 さらに、本発明の手段及び方法は、ヒト疾病において最とも重要であるすべて の3種のヒトパラインフルエンザウィルスHPIV1,HPIV2及びHPIV3のためのワ クチン開発を提供する。たとえば、本発明内の効果的なHPIV3ワクチン剤を生成 し、そして選択するためには、生物学的に誘導するHPIV3候補体ワクチン又は弱 毒化されたBPIV3ウィルスの所望する表現型に関連する突然変異、たとえば弱毒 化突然変異が、同定され、そしてrPIV中に組込まれ得る。この方法を適用して、 候補突然変異の大メニューからの弱毒化突然変異が、弱毒化と免疫原性との間の 所望するバランスを有し、そしてヒトにおける複製に続いて、弱毒化表現型を保 持するrPIVを生成するために選択され、そして組合される。 この例においては、PIV3JS cp45弱毒化された生ウィルスの感温性(ts)及び インビボ弱毒化(att)表現型の遺伝的基礎が記載されている。7種の典型的な組 換えPIV3ウィルス(3種の単一、3種の二重、及び1種の三重−障害ウィルス )が、十分な長さのアンチゲノムcDNAから回収され、そしてそれらのts及びatt 表現型について分析された。それらの組換え体は、JS wt親のcDNAクローン内に 採用された、JS cp45(他方では、cp45として本明細書において言及される)の L遺伝子に存在する1又は複数のアミノ酸置換突然 変異を担持する。それらの3種の典型的な、生物学的に誘導された突然変異は、 12301 Parklaw Drive,Rockville,Muryland 20852,USAのAmerican Type Cultu re Collection(ATCC)に、ブダペスト条約の下で、1997年8月21日に寄託され 、そして寄託番号VR2588を付与された、JS cp45 Veroと称する、Vero細胞におい て増殖されたJS cp45の代表的株にすべて存在する。 下記に示される典型的なPIV組換え体の分析は、Lにおける3種の個々の典型 的な突然変異(Tyr942→His,Leu992→Phe、及びThr1558→Ile)が、cp45のts及び att表現型に寄与し、そして組換えワクチンウィルスの生成のために有用である 。ウィルス及び細胞 PIV3 JS wt及びcp45ウィルスを、前記のようにして、LLC−MK2細胞において 増殖した(Hallなど,Virus Res 22:173-184(1992);引用により本明細書中 に組込まれる)。vTF7−3組換えワクシニアウィルスは、Fuerstなど,Virolog y 225:419-422(1996)に記載されており、そしてT7ポリメラーゼを発現する 修飾されたワクシニアウィルスAnkara(MVA)は、Wyattなど,Virology 210:202- 205(1995)に記載される(個々の引例は、引用により本明細書中に組込まれる) 。HEp−2(ATCC CCL23)及びLLC−MK2(ATCC CCL7.1)細胞は、2%FBS、及びゲ ンタマインンスルフェート(50μg/ml)により補充されたOpti MEM(Life Tech nologies)において維持された。 PIV 3のL遺伝子における点突然変異の構成 部位特定突然変異誘発により点突然変異をL遺伝子中に導入するために、pUC1 9をJS wt PIV3 L遺伝子のフラグメントを受容するよう修飾した。第1に、ユ ニークNheI制限部位を、pUC19(N)を創造するためにpUC19のMind III部位中に 、NheI制限部位を含む 1対の相補的オリゴヌクレオチド(5’GATCGATGCTAGCCC3'(配列番号23)及び5’GA TCGGGCTAGCATC3'(配列番号24))を連結することによって、pUC19中に導入した。c p45における3種のコード変化が生じる位置を包含し、そして十分な長さのPIV3 cDNA中に直接的に導入され得る(下記参照のこと)、pTM(L)のSphI(PIV3 n t11317)〜NheI(PIV3 nt14087)フラグメントを、pUC19(N)のSphI及びNheI 部位中にクローン化し、pUCL(N−S)を創造した。点突然変異を、(i)Lタ ンパク質位置942,992、及び1558で、個々に及び組合して、典型的なアミノ酸置 換を創造するために、及び(ii)マーカーとして個々のコドン置換に近位の1つ の特定の天然に存在する制限酵素部位を削除するために、Transformer突然変異 誘発キット(Clontech,Polo Alto,CA)と共に突然変異誘発性オリゴヌクレオチ ドを用いて、pUCL(N−S)中に導入した〔表5を参照のこと〕。 pUCL(N−S)誘導体に導入された突然変異を、プラスミドDNAのジデオキシ ヌクレオチド配列決定により確かめた。cp45の個々のL遺伝子突然変異を含むpU CL(N−S)のSphI〜BamHI(nt13733)フラグメントを、pTM(L)のSphI〜BamHI 部位中にサブクローン化し、pTM(L)−942,−992,−942/992、及び−1558を 付与し;他の二重及び三重突然変異はPinAI及びNheI部位を用いてアセンブルさ れた(図12)。変異体pTM(L)プラスミドを、プラスミド−コードのミニゲノムR NA、及びN,P及びLタンパク質を含んで成るミニレプリコンシステムにおいて クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼマーカー遺伝子の発現を方向 づける能力について、許容できる温度(32℃)で個々に試験した(Durbinなど. ,Virology 234:74-78(1997);引用により本明細書に組込まれる)。種々の変異 体Lプラスミドは、マーカー遺伝子発現を、wt Lのレベルの75〜106%までを 支持し、このことは、個々の構築されたcDNAが有意な卓越した突然変異を有さな いことを示唆する(示されていない)。次に、変異体pTM(L)プラスミドの個々 のSphI〜NheIフラグメントを、十分な長さのPIV3 JSアンチゲノムcDNA p3 /7(131)2GのSphI〜NheI窓中にサブクローン化し、3種の置換のあらゆる 可能な組合せを表わす7種の十分な長さのPIV3cDNAクローンを創造した。 1,2又は3個のcp45 Lタンパク質置換を担持する組換え体PIV3(rPIV3 )の回収 3種の支持プラスミドpTM(N),pTM(P)及びpTM(L)と共に、1又は複数のcp4 5 L遺伝子突然変異を担持する個々の十分な長さのアンチゲノムcDNAを、上記 のようにして、Lipofect ACE(Life Technologies)及びMVA−T7を用いて、6− ウェルプレート(Costar,Cambridgo,MA)上のHEp−2細胞中にトランスフェクト した。 32℃で4日間のインキュベーションの後、トランスフェクション収穫物を、6− ウェルプレート上のHEp−2細胞上に継代し、これを32℃で4日間インキュベー トした。個々の継代1の上清液を収穫し、そしてLLC−MK2細胞のT−25フラス コ上に通し、これを32℃で5〜6日間インキュベートした。継代2の上清液を収 穫し、そして組換えウィルスの存在をまず、生物学的に誘導されたJS PIV3及び 組換えJS PIV3の両者に結合する抗−HNモノクローナル抗体(Mab)、及びそのエ ピトープがマーカーとして作用するために削除されているために、cDNA−由来の ウィルスに結合しないMab423/6による、ウィルスプラークのイムノペルオキシ ダーゼ染色(Murphyなど.,Vaccine 8:497-502(1990);引用により本明細書 に組込まれる)により確かめた。継代1に存在するウィルスを、前記のようにし て、LLC−MK2細胞に基づいて、2又は3回のプラーク精製にゆだねた。個の生 物学的にクローン化された組換えウィルスを、さらなる特徴化のためのウィルス を生成するために、32℃でLLC−MK2細胞において2度、増幅した。ウィルスを 、ポリエチレングリコール沈殿法により透明な培地から濃縮し、そしてウィルス RNA(vRNA)を、トリゾール試薬(Life Technologies)により抽出した。逆転写を、 ランダムヘキサマーのプライマーと共にSuperscript IIキット(Life Technologi es)を用いて、vRNAに対して実施した。Advantage cDNA PCRキット(Clontech,Po lo Alto,CA)、及びPIV3 L遺伝子に対して特異的な、センス(5’nt 11190-G CATTATCTAGATGTGTCTTCTGGTCAGAG 3’nt-11219)(配列番号31)及びアンチセン ス(5’nt 14140-CCTGAATTATAATAATTAACTGCAGGTCCT 3’nt-14111)(配列番号32)プ ライマーを、SphI〜NheIフラグメントの領域を増幅するために使用した。PCR フラグメントを、認識部位がLにおける3種のcp45突然変異の挿入の間、削除さ れている、個々の制限酵素によ る消化により分析した(表5を参照のこと)。 1,2又は3個のcp45 Lタンパク質アミノ酸置換を担持するrPIV3の許容で き且つ制限的な温度でのプラーク形成効率(EOP) 対照及び組換えウィルスのインビトロプラーク形成の感温性のレベルを、LLC −MK2単層培養物において、32℃、37℃、38℃、39℃、40℃及び41℃で決定し、 そしてプラークを、メチルセルロース被膜の除去に続いて、テンジクネズミの赤 血球細胞による血球吸着により数えた。他方では、その単層に存在するウィルス プラークを、1:500に希釈された、2種のPIV3−特異的抗−HNネズミmAb101/ 1及び454/11の混合物によるイムノペルオキシダーゼ染色により同定した(Murp hyなど,前記(1990))。 ハムスター研究 6匹のグループにおける生後4〜16週間のgolden Syrianハムスターに、105.5 pfuのrPIV3 JS wt,PIV3 cp35ウィルス、又は1もしくは複数のcp45 Lタンパ ク質置換を含むrPIV3を含むOpti MEM1(動物当たり1ml)を、鼻腔内接種した。 感染の4日後、ハムスターを殺し、肺及び鼻甲介骨を収穫し、そしてウィルスを 上記のようにして定量化した。平均log10TCID50/gを、6匹のハムスターの個 々のグループについて計算した。 結果 wt JS rPIV 3中へのPIV3 cp45 Lタンパク質アミノ酸置換の導入 上記のようにして、cp45のLタンパク質に存在する3種のアミノ酸置換(表5 )を、そのwt親、すなわちPIV3 JS株をコードするアンチゲノムcDNA中に個々に 又は選択された組合せで導入した。個々の導入された突然変異を、回収されたrP IV3における突然変異のモニターを促進するために、近位の天然に存在する制限 酵素部位を 削除したサイレント突然変異により識別されるよう構築した(表5、図12)。ア ミノ酸1558でのコード変化が、インビトロ、又はインビボ複製の間、この部位で の復帰の機会を低めるために、cp45における1つのnt置換と比較して、r1558に おける2つのヌクレオチド変化を含むよう企画された。 cp45からの1,2又はすべての3個のアミノ酸置換を担持する7個のrPIV3を 、pTM(N),pTM(P)及びpTM(L)支持プラスミドによる個々のアンチゲノムcDNA のトランスフェクンョン、及びワクシニアウィルスMVA/T7 pol組換え体によ る同時感染により組織培養物から回収した(Wyattなど,前記,(1995))。個々のr PIV3は、アンチゲノムcDNAを構築することによってHN遺伝子中に意図して導入 されたMab耐性マーカーを有した。rPIV3を、個々のウィルス調製物が遺伝的に 均質であることを確かめるように、2又は3サイクルのプラーク対プラーク継代 により生物学的にクローン化した。ワクシニアウィルスがアンチゲノムcDNAと支 持プラスミドとの間での組換えを仲介する可能性があるので、上記のごとく用心 した。 7種のrPIV3の各々がL遺伝子に構築された突然変異を含むことを確認するた めに、RNAを沈殿したビリオンから精製し、そしてcDNA中にコピーし、そしてRT −PCRにより増幅した。対照反応は、RT段階がRT−PCR生成物の生成のために必要 とされたことを示し、このことは、汚染性cDNAよりもむしろRNA鋳型がRT−PCR生 成物の生成のために必要とされたことを示唆する。RT−PCR生成物を、認識配列 が挿入されたコード変化のためのマーカーとして削除されている、3種の制限酵 素による消化にゆだねた。予測されるように、JS wt rPIV3のRT−PCR生成物を 、3種の酵素の個々により適切な回数、切断し、ところがr942/992/1558は、 個々のcp45コード変化の創造の間に削除された個々の3つの部位を欠いていた。 他のrP IV3の個々は、適切な制限部位を欠いており、このことは、導入された突然変異 の存在を示す。 cp45 L突然変異を担持するrPIV3の32℃、37℃、38℃、39℃、40℃及び41℃ でのプラーク形成の効率 cp45 Lタンパク質アミノ酸置換の種々の組合せを担持する7種のrPIV3を、 32℃、37℃、38℃、39℃、40℃及び41℃で、LLC−MK2単層上でのプラークを形 成するそれらの能力についてアッセイした。表6に示されるように、cp45 aa置 換を担持する個々のrPIV3はtsであり、そしてJS wt rPIV3親は試験されたいづ れの温度でも、プラーク形成において制限されなかった。r942,r992及びr155 8のプラーク形成の遮断温度は40℃であった。r942は40℃でプラーク形成の700 倍の低下を現わし、このことは、その複製がこの制限的温度でわずかに低められ たことを示唆する。しかしながら、r942のプラークサイズはまた、40℃で非常 に減じられ、このことはまた、その複製が、JS wtに比較して、この温度で制限 されたことを示す。r942は、41℃で複製を完全に制限された(データは示され ていない)。r992及びr1558は40℃でプラーク形成を非常に減じられた(1,000, 000倍以上の低下)。それらの結果は、3種のcp45 L遺伝子突然変異の各々が、 ts表現型を個々に特定し、但しr942突然変異の表現型は幾分、限的的であった ことを示す。二重変異体ウィルスr942/1558及び三重変異体r942/992/1558 は、39℃の遮断(cut-off)温度を有したが、ところがr942/992の遮断温度は38 ℃であった。二重変異体r992/1558は、r992の単一変異体よりも低いtsであっ た。r942のようにr992/1558は、41℃でのプラーク形成において、完全に制限 された。二重又は三重変異体により示される感温性のレベルは、単一変異体によ り示される感温性のレベルから予測され得ない3種の突然変異の微妙なrPIV相互 作用に起因する。また、r942/992/1558はcp45よりもわずかに低いtsであるの で、L遺伝子外の他の突然変異はまた、たぶん、cp45のts表現型に寄与し、従っ て、本発明内の注目の追加の突然変異を表わす。 ハムスターにおける増殖 6匹のGolden Syrrianハムスターのグループを、JS wt rPIV3、生物学的に誘 導されたcp45、又は1もしくは複数のcp45 Lタンパク質アミノ酸置換を含むrP IVにより鼻腔内接種し、そして肺及び鼻甲介骨におけるウィルス複製を決定した 。この実験〔表7〕においては、単一のアミノ酸置換を担持するrPIV3の各々を 、上部及び下部呼吸器官における複製において制限した〔表7〕。しかしながら 、r942、すなわち最小のtsウィルスが、第2の実験において上部及び下部呼吸 器官における複製においてわずかに抑制されたに過ぎなかった。それらのデータ は、3種のアミノ酸置換のうち2種の置換が、単一の損傷された組換えウィルス として存在する場合、att表現型に寄与することを示す。しかしながら、942突然 変異は、実際、弱毒化に寄与する(たとえば、r942/992は、r992のみよりも 、より弱毒化される)。従って、Lにおける個々のアミノ酸置換は、単独で作用 するか又はもう1つのLアミノ酸置換と共に作用するatt表現型に寄与する。二 重変異体の個々が弱毒化され、このことは、インビボでの複製に続いて、3種の L遺伝子置換のいづれかの欠失が弱毒化されたウィルスをまだ残していることを 示す。これは、インビボでの複製に続いて、cp45のts表現型のこれまで観察され た高レベルの安定性についての部分的な説明である。三重変異体r942/992/15 58は、上部及び下部呼吸器官における複製のためにcp45と同じくらい制限され、 このことは、Lタンパク質における3種のアミノ酸置換がcp45のatt表現型に対 する主要要因であることを示す。 上記結果を要約すると、Lタンパク質アミノ酸位置992及び1558での置換がそ れぞれ、40℃で細胞培養物においてプラーク形成の1,000,000倍の低下を特定し 、そして位置942での置換が700倍の低下を特定した。従って、3種の突然変異の 各々は、それぞれ、ts表現型に寄与する。すべての3種のL突然変異を有する三 重組換え体 は、cp45よりもわずかに少ないtsであり、このことは、また、そのts表現型に寄 与する、cp45におけるL遺伝子の外部に突然変異が存在することを示唆する。L における3種の個々の突然変異のうち2種の突然変異はそれぞれ、ハムスターの 上部又は下部呼吸器官における制限された複製に寄与し、これは、インビボでの 複製の間、cp45のts及びatt表現型の観察される安定性を説明する。重要なこと には、インビトロでの組換えワクチン株の感温性のレベルは、インビボでの弱毒 化の密接な前兆となった、。すべての3種の突然変異を有する組換えウィルスは 、ハムスターの上部及び下部呼吸器官において、cp45変異体と同じほど、複製に おいて制限され、このことは、cp45ウィルスのL遺伝子がこの候補体ワクチン株 の主要な弱毒化成分であることを示す。個々の突然変異は、それ自体で、ts表現 型を特定するが、一緒に配置される場合、それらは単純には、付加的ではないが 、しかし代わりに、幾分、お互いに影響を及ぼす。三重変異体における3種の突 然変異の一緒での効果は、評価される2種の二重変異体に観察される感温性のレ ベルを増強するよりもむしろ改良するように見えた。興味あることには、992又 は1558置換のいづれかの復帰による損失は、感温性のレベルを低めるよりもむし ろ高めるので、これは、cp45 L突然変異の少なくともいくつかを維持するため に予期しない選択的圧力を提供する。ひとまとめにして考えると、それらの発見 は、cp45ウィルスのts及びatt表現型の安定性の高レベルが、att表現型へのLに おける複数のts突然変異の寄与に起因することを示す。cp45の主要弱毒化突然変 異としてのそれらの3種の突然変異の同定は、すべての製造段階の間、及びヒト における複製に続いて、ウィルスをモニターするための基礎を提供する。 位置942でのチロシンのヒスチジンへの突然変異、論じることに は、3種の突然変異の最とも保存的な置換は、最小感温性であることが、さらな る興味の対象である。PIV3のLポリメラーゼは、2233個の長さのaaの大きなポ リペプチドであり、そしてPタンパク質、RNA結合、RNAポリアデニル化、RNA転 写及びRNA複製による複合体形成のために必要とされるそれらのドメインを包含 する、複数のドメインをコードする多機能タンパク質であると思われる(Colllns など.,前記,(1996))。位置942及び992でのLにおけるアミノ酸置換は、パラミ クソウィルス科の他のメンバー間に十分に保存される領域近くに位置する(Blum bergなど.,Virlogy 164:487-497(1982);Galinskiなど.,Virology 165:499- 510(1988))。位置1558での突然変異は、他のLポリメラーゼと低い配列同一性 を共有するように見えるポリメラーゼの領域に存在する。ts表現型がLにおける 三重アミノ酸置換により付与される機構は知られていないが、たぶん、複数のL タンパク質ドメイン及び活性が影響され、又はLの種々の活性を包含する通常の 機構が影響される。 例X 感温性、低温適合化及び弱毒化表現型を特定する、生物学的に誘導された、生 存−弱毒化されたHPIVタイプ3ウィルス(cp45)における突然変異の直接的な同 定、及び組換えワクチンウィルス中への再構成 上記例は、cp45のLポリメラーゼタンパク質における3種のアミノ酸置換の各 々が感温性(ts)及び弱毒化(att)表現型を付与するが、しかし低温−適合性(c a)表現型を提供しないことを示す(また、Skiadopoulosなど,J .Virol.72(3) :1762-8,1998を参照のこと)。cp45は、他のタンパク質(N,C,M,F及び HN)又は可能性あるシス−作用性配列(N遺伝子のリーダー領域及び転写遺伝子 開始{GS}シグナル)において12の追加の突然変異を含み、そ してそれらの表現型に対するそれらの寄与は前記のように下線が引かれている。 この例はさらに、ヒト又は非ヒト霊長類におけるcp45の複製に続いてのそれらの 表現型の観察される高レベルの安定性のための基礎に関するさらなる追加の情報 を提供するために、cp45のts,ca及びatt表現型についての遺伝的基礎を特徴づ ける。この研究の1つの観点においては、すべての15のcp45−特異的突然変異を 含む組換えcp45(rcp45)ウィルスが、復帰遺伝学系を用いて構成され、そしてハ ムスターの上部及び下部呼吸器官におけるプラークサイズ、感温性のレベル、低 温適合性及び複製のレベルに基づいて、生物学的に誘導されたウィルスと実質的 に区別できないことが見出された。さらに、(1)C,M,F又はHNタンパク質 におけるcp45−特異的変化、(2)組合されたリーダー及びN遺伝子突然変異、 又は(3)cp45突然変異のいくつかの組合せを含む組換えウィルスを構成した。 それらの組換えウィルスの分析は、ゲノムじゅうに分配される複数のcp45突然変 異が、ts,ca及びatt表現型に寄与することを示した。C及びFにおける突然変 異は、40℃でtsではないが、しかしそれにもかかわらず、att表現型を付与し、 そして従って、それらは非−ts att突然変異である。HN突然変異は、ca,ts又は att表現型を提供しなかった。3’リーダー及びN突然変異を有するウィルスはt sであるが、しかしハムスターの低部呼吸器官においては、わずかな弱毒化のみ を示した。いくつかの突然変異の組合せを有する組換え体はcp45よりも高いレベ ルの感温性を示したが、しかしその高められた感温性レベルは、インビボでの弱 毒化の増強において影響されなかった。それらの後者の発見は、cp45に同定され る複数の突然変異は、インビトロでの複製を影響するために相互作用する。cp45 における複数ts及び非−ts弱毒化突然変異はたぶん、その高レベルの弱毒化及び 表現型安定性に寄与する。本明細書に提 供されるcp45の種々の突然変異に関連する表現型の知識は、本発明内の有用なワ クチン組換え体の大きな集合体を得るために、生物学的に誘導されたPIVウィル スの正確なモニターリング、及び組換えウィルスの容易な操作を可能にする。 ウィルス及び細胞 この例に記載されるrPIV3,PIV3 JS wt及びcp45ウィルスを、上記のように して、サルLLC−MK2細胞(ATCC CCL7.1)において増殖した(また、Durbinなど,Virology 235:323-332,1997a,Hallなど,Virus Res 22(3):173-184,1992 ,Skiadopoulosなど.,J .Virol.72(3):1762-8,1998を参照のこと)。修飾さ れたワクシニアウィルスAnkaraを上記のようにして調製した。HEp−2(ATCC CCL 23)及びLLC−MK2細胞を、2%FBS及びゲンタマイシンスルフェート(50μg/ ml)により補充されたOpti MEM1(Life Technologies,Gaithersburg,MD)、又 は10%FBS、ゲンタマイシンスルフェート(50μg/ml)及び2mMのグルタミン により補充されたEMEMにおいて維持した。L−132細胞(ATCC CCL5)を、10%FB S,2mMのグルタミン、20mMのHepes,1mMの非必須アミノ酸、及び100単位のスト レプトマイシン−ネオマイシン/mlにより補充されたEarl's MEM(Life Technolo gies)において増殖せしめた。 PIV 3における点突然変異の構成 p3/7(131)2G、すなわち感染性ウィルスを回収するために上記で使用さ れたPIV3 JS wtのアンチゲノムcDNAクローンのサブゲノムフラグメント(また 、Durbinなど.,Virology 235:323-332,1997a;Skiadopoulosなど,J .Virol 72(3):1762-8,1988を参照のこと)を、標準的分子クローニング技法を用い て、それらのフラグメントを受容するよう修飾されたpUC19ベクター中にクロー ン化した。cp45に同定される突然変異に対応する点突然変異、及 びサイレント制限酵素認識配列を創造し又は削除する突然変異(表8)を、前記 のようにして、Transformer突然変異誘発キット(Clontech,Palo Alto,CA)を用 いて導入した。 突然変異誘発の後、制限エンドヌクレアーゼフラグメントを完全に配列決定し 、そして十分な長さのクローン、p3/7(131)2G中にクローン化した。3’ リーダー及びN突然変異を、PIV3cp45ビリオンRNAから直接的に、逆転写(RT) −PCRにより増幅し、そしてpLeft+2G(上記参照のこと)又はさらなる操作の ために修飾されたpUC19ベクター中にクローン化した。突然変異の組合せを、標 準の分子クローニング技法を用いて構成した。pFLCcp45と称する、cp45突然変異 を含む十分な長さのプラスミドクローンを、外来性突然変異がクローニング工程 の間に導入されたかどうかを決定するために完全に配列決定したが、しかし見出 されていない。 組換えPIV3(rPIV3)の回収 3種の支持プラスミドpTM(N),pTM(P,Cなし)及びpTM(L)と共に、cp45突 然変異を担持する個々の十分な長さのアンチゲノム cDNAを、上記のようにして、Lipofect ACE(Life Technologies,Gaithersburg, MD)及びMVA−T7を用いて、6−ウェルプレート(Costar,Cambridge,MA)上でH Ep−2細胞中にトランスフェクトした。32℃で4日間のインキュベーションの後 、トランスフェクション収穫物を、T−25フラスコにおけるLLC−MK2細胞上に 継代し、それを32℃で4〜8日間インキュベートした。この収穫されたウィルス を継代1と呼び、そして上記のようにして、LLC−MK2細胞上での3回のプラー ク精製にゆだねた。個々の生物学的にクローン化された組換えウィルスを、さら なる特徴化のためのウィルスを生成するために32℃でLLC−MK2細胞において2 度、増幅した。ウィルスを、ポリエチレングリコール沈殿により透明化された培 地から濃縮し(Mbiguino and Menezes,J .Virol.Methods 31:2-3,1991を参 照のこと;引用により本明細書に組込まれる)、そしてウィルスRNA(rRNA)を、 トリゾール試薬(Life Technologies)により抽出した。逆転写を、ランダムヘキ ソマープライマーと共に、Superscript II Preamplification System(Life Tech nologies)を用いて、vRNAに対して行なった。Advantage cDNA PCRキット(Clont ech)、及びPIV3ゲノムの種々の部分に対して特異的なセンス及びアンチセンス プライマーを用いて、制限エンドヌクレアーゼ分析のためのフラグメントを増幅 した。PCRフラグメントを、認識部位が突然変異の構成の間、創造されているか 又は削除されている個々の制限酵素による消化により分析した(表8)。 許容できる温度及び制限的な温度での、cp45突然変異を担持するrPIV3のプラ ーク形成の効率(EOP) 対照及び組換えウィルスのインビトロででのプラーク形成の感温性のレベルを 、上記のようにして、LLC−MK2単層培養物において、32℃、35℃、36℃、37℃ 、38℃、39℃、40℃及び41℃で決定した (また、Hallなど,Virus Res 22(3):173-184,1992を参照のこと;これは、 引用により本明細書中に組込まれる)。プラークを、メチルセルロースオーバレ イの除去に続いて、テンジクネズミの赤血球細胞による血球吸着により数え、又 は他方では、単層に存在するウィルスプラークを、1:250に希釈された、2種 のPIV3−特異的抗−HNネズミmAb101/1及び454/11の混合物によるイムノペル オキシダーゼ染色により同定した(Murphなど.,Vaccine 8(5):497-502,199 0:van Wyke Coelinghなど.,Virology 143(2):569-582,1985を参照のこと )。 低温−適合表現型についてのrPIV3変異体のウィルスの評価 変異体及びwt rPIV3ウィルスの増殖を、24−ウェル組織培養プレートにおい て調製された集密的L−132細胞単層上で、32℃及び20℃で決定した。2つのプ レートの個々のウェルを、0.2mlの個々の変異体又はwt rPIV3ウィルスにより、 0.01の感染の多重度で二重反復して接種した。室温での1時間の吸着の後、接種 物を吸引し、そして単層を、ウェル当たり1mlのPBSにより洗浄した。接種され た培養物を、10%FBS,2mMのグルタミン、20mMのHepes,1mMの非必須アミノ酸、 及び100単位のストレプトマイシン−ネオマイシン/mlにより補充されたイーグ ルMEM 0.5mlによりオーバーレイした。1つのプレートを、耐水性パウム(Kapak) に密封し、そして20℃の槽において13日間、浸した。二重反復プレートをCO2イ ンキュベーターに、32℃で3日間、配置した。インキュベーション期間の最後で 、ウィルスを凍結/融解により収穫した。個々のウェルから回収されたウィルス の力価を、プラークを可視化するために、テンジクネズミ赤血球細胞による血球 吸着を用いて、32℃でLLC−MK2細胞におけるプラークアッセイにより決定した 。2つのwt及び2つのcp45対照ストックを、対照として使用した。ハムスター研究 5つのグループにおける生後5週目のGolden Syrianハムスターを、106.0pfu のJS wt rPIV3,PIV3 cp45ウィルス、又は変異体rPIV3の1つを含むOpti MEM 1 0.1ml/動物により鼻腔内接種した。感染の4日後、ハムスターを殺し、肺及 び鼻甲介を収穫し、そしてウィルスを上記のようにして定量化した。32℃での平 均log10TCID50/gを、個々のグループのハムスターについて計算した。 結果 JS wt rPIV 3中へのPIV3 cp45突然変異の導入 cp45の3’リーダー、NGSシグナル、並びにN,C,M,F,HN及びLタンパ ク質における15の突然変異(表8)を、所望の突然変異を担持するcp45 cDNAの セグメントの部位特定突然変異誘発により又は直接的なPCR増幅により、完全なP IV3アンチゲノムcDNA中に導入した。次のアンチゲノムcDNAを製造した(図13を 参照のこと):(i)リーダー領域の4つの点突然変異、N GSシグナルにおけ る点突然変異、及びNタンパク質における2つのアミノ酸変化を含むrcp45 3'N ;(ii)Cタンパク質における単一のアミノ酸変化を含むrcp45 C;(iii)M における単一のアミノ酸変化を含むrcp45 M;(iv)Fにおける2つのアミノ酸 変化を有するrcp45 F;(v)HNにおける単一のアミノ酸変化を含むrcp45 HN; (vi)上記のように、Lにおける3個のアミノ酸変化を含むrcp45 L;(vii)上 記(i)及び(vi)からの突然変異を含むrcp45 3'XIL;(viii)Lにおける3 個の突然変異を除くすべての突然変異を含むrcp45 3'NCMFHN;及び(ix)表8に 列挙されるすべての15個のcp45突然変異を含むrcp45。ほとんどの場合、個々のc p45変化は、制限酵素認識部位を導入するか又は除去する1又は複数の近くのサ イレント変化により付随されるよう構築された(表8)。それらは、cDNA及び回 収されたウィルスにおける突然変異の存在を確かめるためのマーカーとして作用 した。また、2つのアミノ酸コード変化(表8における突然変異番号10及び15) を、wtへの同じ部位復帰の可能性を低めるために、cp45に見出される単一の変化 よりもむしろ2つのヌクレオチド変化を用いて行なった。表8におけるすべての 15個のcp45変化を含むcp45 cDNAを、他のアンチゲノムcDNA中へのcp45変化を導 入するために使用されるのと同じ突然変異誘発されたcDNAサブクローンからアセ ンブルし;それを全体的に配列決定し、そして意図された突然変異のみを含むこ とを確かめた。これは、突然変異誘発又はPCRにゆだねられ、そしてクローニン グにより操作された領域のすべてが、所望する配列を有し、そして他の所望しな い突然変異を欠いていることを示した。1又は複数のcp45突然変異を担持する個 々の十分な長さのプラスミドを、上記のように、組換えPIV3を生成するために 、支持プラスミド及びMVA−T7と共にHEp−2細胞中にトランスフェクトした。 図13に示される種々の組換えウィルスのビリオンRNAから増幅された、表8に示 される突然変異を包含するRT−PCRフラグメントの分析は、導入された突然変異 の存在を確かめ、そして他の意図されない突然変異は見出されなかった。 プラーク形態 いくつかの組換えウィルスは、LLC−MK2細胞に対して試験される場合、特徴 的なプラーク形態、すなわち平均サイズ1mmのJS wt rPIV3プラークを示し、そ して生物学的に誘導されたJS wt PIV3からはサイズ的に区別でなかった。cp45 及びrcp45ウィルスのプラークは、wtよりも大きく、wtよりも直径にして、平均 2〜3倍大きく、そしてお互いとは区別できなかった。これは、この表現型に関 しての生物学的に誘導された及び組換え体のcp45ウィルスの適合性を示した。許容できる温度及び制限的な温度での、LLC−MK2細胞にcp45突然変異を担持 するrPIV3のプラーク形成効率 rPIV3を、32℃〜41℃の範囲の許容できる温度及び制限的温度でプラークを形 成するそれらの能力についてアッセイした(表9)。cp45の個々の成分を担持す るウィルスのts表現型の分析は、rcp45 3'N及びrcp45 Mウィルスが40℃の遮断 温度を有し、そしてrcp45 C変異体が41℃の遮断温度を有したことを示した。rc p45 F及びrcp45 HN変異体の遮断温度は、41℃以上であった。rcp45 Lウィルス が39℃の遮断温度を有したことは、上記結果と一致した。40℃での複製のその低 下(すなわち32℃での力価−40℃での力価)が40℃でのwtウィルスの力価の約10 0倍以上である場合、ウィルスはts表現型を有すると思われる。この定義の適用 により、この結果は、cp45の少なくとも2つの領域(3'N、及びL)がts表現 型に寄与することを示した。 表9に示されるように、すべてのcp45突然変異を含むrcp45は、生物学的に誘 導されたcp45の遮断温度と同一である38℃の遮断温度を有した。それらの結果は 、cp45のts表現型がrcp45において都合良く再生されたことを示す。さらに、そ れらの結果は、cp45の配列分析、及び組換えウィルス中への突然変異の続く再構 成を確認する。 3種のL突然変異を欠いていることを除いて、rcp45と同一であるrcp45 3'NCM FHNウィルスは、36℃の遮断温度を示した。L突然変異は感温性を個々に又は組 合して付与することが知られているので、rcp45 3'NCMFHNがcp45よりもtsである ことは幾分、逆説的である。これは、cp45内に突然変異の相互作用が存在し、そ れにより、突然変異が個々の成分の合計よりも低い感温性レベルを付与するため にお互い補足しあうことを意味する。 L突然変異がリーダー及び/又はN突然変異と相互作用するかどうかを調べる ために、ウィルスrcp45 3'NLを構成した。なぜならば、それらのすべての要素は 、RNA合成の間、相互作用すると思われるからである。このウィルスは、それぞ れ、rcp45 3'N及びrcp45 Lに関して40℃及び39℃であるの比較して、36℃の遮 断温度を有した。それらの結果は、感温性の増大をもたらす、3’NとL突然変 異との間に相互作用が存在することを示唆する。それらの結果はまた、cp45突然 変異のサブセットが全組の突然変異を含むrcp45に関して観察される感温性より も高レベルの感温性を特定するもう1つの例を提供する。 cp45 突然変異を担持するrPIV3のca表現型 cp45の遺伝子要素がca表現型を特定したことを測定するために、rPIV3を分析 した(表10)。rcp45 Lはts及びattであるが、しかしcaではないことが上記に 示されている。これは、ca表現型の大き な部分を特定する遺伝子要素がLの外部に位置することを示し、そしてこれは、 本発明の研究において確かめられた。3’リーダー及びN突然変異を有するrPIV の各々は、中間表現型を示したrcp45 3'NCMFHNを除いて、caであった。これは、 ca表現型が3’N領域内にほとんど特定されることを示す。3’Nセグメントを 含むウィルスのcaレベルがcp45又はrcp45のcaレベルよりも低いという発見は、c p45の他の領域が、たとえこの領域がそれぞれ、他の領域の分析から明白でなく ても、ca表現型に寄与することを示す。rcp45 3'NLウィルスは、rcp45 3'Nウィ ルスよりも、よりcaであり、このことは、L突然変異が適度な寄与を行なうこと を示している。生物学的に誘導されたcp45及びrcp45ウィルスは、caの比較でき るレベルを示しており、このことは、プラークサイズ及びts表現型のような、こ の表現型が、本明細書に提供される組換えcp45ウィルスにおいて都合よく再生さ れることを示す。従って、ts表現型のような、このca表現型は、全体の表現型へ の個々の寄与、及び相互作用する遺伝子要素からの寄与に影響を及ぼす複合表現 型である。 ハムスターにおけるrcp45変異体ウィルスの増殖 5匹のGolden Syrianハムスターのグループを、106TCID50の組換え体又は生物 学的に誘導されたウィルスにより鼻腔内接種し、そして肺及び鼻甲介骨における ウィルス複製のレベルを、4日後に決定した(表11)。接種の14日目、wt及びcp 45ウィルスの両者に関して、ハムスターにおいてウィルス複製のピークが存在す ることがこれまでに示されている(Crookshanks and Belshe,J .Med.Virol. 13(3):243-9,1984を参照のこと;引用により本明細書に組込まれる)。rcp45 ウィルスは、鼻甲介における複製が約40倍、及び肺における複製が1000倍低めら れ、そして従って、生物学的に誘導されたcp45ウィルスほどに弱毒化された。そ れらの結果は、cp45の弱毒化表現型が、その組換え体バージョンにおいて都合良 く再生されたことを示す。cp45の個々の表現型は十分にrcp45において再生され たので、この例に包含されないcp45における追加の5つの突然変異はたぶん、cp 45の性質にほとんど寄与しなかった。 上記に示されるように、cp45のL遺伝子における突然変異は、このウィルスの 弱毒化表現型の大部分を特定する。、この例においては、グループとしてのLの 外部のcp45突然変異の寄与が試験された。rcp45 3'NCMFHN変異体は、鼻甲介にお ける複製においてわずかに低下したが、しかし肺における複製においては100倍 以上低下し、このことは、追加の弱毒化突然変異がLタンパク質の外部に存在し たことを示す。重要なことには、rcp45のL遺伝子における3種の突然変異の各 々が野生型配列に復帰する場合、その得られるウィルス、すなわちrcp45 3'NCMF HNはまだ、その弱毒化表現型を保持している。rcp45 M及びrcp45 HN変異体ウィ ルスはハムスターの呼吸器官における複製を欠いておらず、そしてrcp45 3'Nウ ィルスは、下部呼吸器官における複製において単にわずかな低下を示した。これ は、3’リーダー、N遺伝子開始部位、並びにN,M及びHNタンパク質に存在す る突然変異がそれら自体で及び単独で弱毒化しないことを示す。しかしながら、 それらの突然変異は、他のcp45突然変異に関して、cp45の全体的な弱毒化に寄与 する。また、3’N領域内の個々の突然変異は、突然変異の組が一緒に分析され る場合、明らかでない効果を有し、これは、本発明の開示に従って、容易に決定 され得る。 rcp45 C及びrcp45 F変異体ウィルスの複製は、鼻甲介及び肺の 両者において約100倍低下し、このことは、cp45のC及びFタンパク質に存在す る突然変異が、弱毒化のレベルはcp45 L突然変異により付与されるレベルほど 高くはないが、ハムスターにおいて弱毒化表現型を付与することを示す。上記で 記載されたように、rcp45 F及びrcp45 C変異体ウィルスはts表現型を有さず、 そして従って、C及びFタンパク質に存在する突然変異は非−ts弱毒化突然変異 であると思われる。 例XI 赤血球凝集素及び融合糖タンパク質がPIV1からの対応する糖タンパク質によ り置換されている組換え、キメラPIV3の回収 この例においては、異なったrPIVバックグラウンド中に、1つのPIVからの1 もしくは複数の異種遺伝子又は大きなポリヌクレオチド配列を組込んでいるキメ ラrPIVウィルスが生成され、そして選択される。本発明のこの観点においては、 1つのPIVの個々の遺伝子又は遺伝子セグメントが、異種PIV又は他の源からのカ ウンターパート配列により置換される。この例に記載される1つの態様において は、弱毒化された生ワクチンを開発するために適切なキメラ組換え体を生成する ために、組換えHPIPV中にHPIV1又はHPIV2のHN及び/又はF保護抗原を置換す るための手段及び方法が提供される。 ウィルス及び細胞 この研究に使用されるPIV1株、PIV1/Washington/20993/1964(PIV1/Was h64)が、1964年、Washington DCにおいて単離され、そして成人ヒトボランティ アにおける臨床研究においてビルレント野生型ウィルスであることが確認された (Murphyなど,Infect .Immun.12:62-8(1975);引用により本明細書に組込まれ る)。それを、50μg/mlのゲンタマイシンサルフェート、2mMのグルタミン及 び0.75μg/mlのトリプシンを含むOpti-MEM1(Life Techn ologies)中のLLC−MK2細胞(ATCC CCL7.1)において増殖せしめた(カタログNo.3 941,Warthington Biochemical Corp.,Freehold,NJ)。血球凝集−阻害アッセ イ(HAI)に使用されるヒトPIV2のGreer株(カタログNo.V−322−001−020,NI AID Repository,Rockville,MD)を、同じ手段において増殖させた。ヒトPIV3 ウィルスからのJS株、及び野生型表現型を有する、cDNAからのその組換え誘導体 (rPIV3/JS)を、上記のようにして増殖せしめた。バクテリオファージT7 RNAポリメラーゼを発現する修飾されたワクシニアAnkara(MVA)組換え体は、wyat tなど,Virology 210:202-205(1995)(引用により本明細書に組込まれる)に 記載される。 HEp−2細胞を、ATCC(ATCC CCL 23)から得、そして2%ウシ胎児血清(FBS),5 0μg/mlのゲンタマイシンサルフェート及び2mMのグルタミンを含むOpti-MEM 1(Life Technologies)中に維持した。 完全なキメラPIV3−PIV1アンチゲノムをコードするcDNAの構成 PIV3 HN及びF ORFがそれらのPIV1カウンターパートにより置換されている 十分な長さのPIV3アンチゲノムRNAをコードするcDNAを、図14に示されるように して構成した。PIV1/Wash64のHN及びF遺伝子のcDNAクローンを、PIV1/Wash 64野生型ウィルスにより感染されたLLC−MK2細胞から抽出されたRNAから調製し た。cDNAを、ランダムヘキサマープライマー(Life Technologies)を用いて、Sup erScript Preamplification Systemにより生成した。PIV1 F及びHN cDNAを、 GenBankに存在するコンセンサス配列に基づいて、遺伝子特異的プライマー対を 用いて、Vent DNAポリメラーゼ(New England Biolabs,Beverly,MA)により増 幅した。下記に記載されるすべてのプライマーに注釈をつけ、その結果、PIV特 異的配列に下線を引き、制限部位をイタリック型で書き、野生型配列から変更さ れたntを小文字で書き、そして開始及び停止コドンを太字で書く。開始コドンの 上流のnt69−97にハイブリダイズするポジティブーセンスのPIV1 Fプライマ ーは、5'-GGGAAAGAAtCCAGAGACAAGAACGG-3'(配列番号33)であった。F停止コド ンの下流のnt36-61にハイブリダイズするネガティブーセンスのPIV1 Fプライ マーは、5'-GGTGAAGTTGTGGATccATTTGATTG-3'(配列番号34)であった。それは、 BamHI部位を担持する。PIV1 HNのためのポジティブーセンスのプライマーは、 5'-CAACCTGTAAGGtAcCAGCATCCG-3'(配列番号35)であった。それはHN開始コドン の上流のnt13-36にハイブリダイズし、そしてKpnI部位を担持する。ネガティブ ーセンスのPIV1 HNプライマーは、5'-GATATGGTGTTαGGcCTTGATCTGTTC-3'(配列 番号36)であった。それは停止コドンの最後の2つのnt、及びさらに下流の25nt にハイブリダイズし、そしてStuI部位を担持する。PIV1 F cDNAを、BamHI及び ブラント−末端フラグメントとして、BamHI−EcoRV消化されたpLITMOS28(New E ngland Biolabs)中にクローン化し、そしてPIV1 HN cDNAを、KpnI−StuIフ ラグメントとして、前記と同じベクター中にクローン化した。pLit.1HNwt及びp Lit.1Fwt GenBank受託番号:AFO16280,AFO16279)として命名されたそれらの 得られるプラスミドのnt配列を、Circumvent Sequencing Kit(New England Bio lals)を用いて決定した。それらの2つのクローンを、突然変異誘発性PCRプラ イマーを用いて修飾し(図14)、それらの非コード領域を欠失し、そしてPIV3 −1キメラHN及びF遺伝子を構成するためにそれらの開始及び停止コドンを端に 有する新規制限部を導入した。ポジティブーセンス及びネガティブーセンスのPI V1 F突然変異誘発性プライマーの配列は、それぞれ、5'-CgccATGgAAAAATCAGA GATCCTCTTCT -3'(配列番号 37)及び5'-CtggatcctAATTGGAGTTGTTACCCATGTA-3'(配列番号38)であり、導入され た制限部位はNcoI及びBamHIである。ポジティブ−センス及びネガティブ−セン スのPIV1 HN突然変異誘発性プライマーの配列は、それぞれ、5'-AACcATGGCTGA AAAAGGGAAAA -3'(配列番号39)、及び5'-GGTGAaGCTtAAGATGTGATTTTACATATTTTA-3'( 配列番号40)であり、そして導入された制限部位はNcoI及びHindIIIである。 第2段階は、上記で生成された領域をコードするPIV1の受容体として作用す るようPIV3 HN及びF遺伝子の修飾を包含した。pLit.PIV3.HN.4及びpLit .PIV3.F.3aを生成するために、PIV3/JS,p3/7(131)2Gの十分な長さ のクローンからのPIV3 F及びHN遺伝子も、いくつかの段階でサブクローン化 した(図14)。PIV3 F又はHNコード領域を、PCR突然変異誘発により欠失せし め、そして上記PIV1 HN及びF cDNAを受容するのに適切な制限部位により置換 した。PIV3 Fポジティブーセンス及びネガティブーセンスの突然変異誘発性 プライマーの配列は、それぞれ、5'-AAATAggatccCTACAGATCATTAGATATTAAAAT-3'( 配列番号41)、及び5'-CgcCATgGTGTTCAGTGCTTGTTG-3'(配列番号42)であり、導 入された制限部位は、BamHI及びNcoIであった。PIV3 HNポジティブ−センス及 びネガティブ−センスの突然変異誘発性プライマーの配列は、それぞれ、5'-CCA CAAgCtTAATTAACCATAATATGCATCA-3'(配列番号43)、及び5'-TTCCATggATTTGGATTTGT CTATTGGGT -3'(配列番号44)であり、導入された制限部位はHindIII及びNcoIであ った。キメラHNのための停止コドンを、突然変異誘発されたPIV1 HNカセット との連結に基づいて再生した。上記PIV1 HN及びF cDNAを、pLit.PIV3−1. HNhc及びpLit.PIV3−1.Fhcを生成する、HNのためのNcoI−HindIIIフラグメ ントとして、又はFのためのNcoI− BamHIフラグメントとして導入した。次に、それらの2つのcDNAを、続いてその 全体を配列決定されるpSE.PIV3−1.hc中に連結した。次に、BspE.I−Sph Iフラグメントを、p3/7(131)2G中に挿入し、pFLC.2G+.hcを生成し た(図14)。キメラF及びHN遺伝子を含むこのBspEI−SphIフラグメントのヌ クレオチド配列は、GenBank(受託番号AFO16281)に存在する。、重要なことには 、cDNA構築は、最終rPIV3−1アンチゲノムが6の規則に従うよう企画された( Purbinなど.,Virology 234:74-78(1997);引用により本明細書に組込まれる) 。rPIV3−1キメラをコードするプラスミドpFLC.2G+.hcを、12301 Parkla wn Drive,Rockville,Maryland 20852,USAにあるAmerican Type Culture Coll ection(ATCC)に、ブダペスト条約下で1997年9月17日に寄託した。 トランスフェクション HEp−2細胞単層を、6−ウェルプレート(Costar Corp.Cambridge,MA)に おいて集密性まで増殖し、そしてトランスフェクションを上記のようにして実施 した。細胞単層を、50μg/mlのゲンタマイシン及び2mMのグルタミンを含む無 血清Opti-MEM 1(0.8ml)におけるMVA−T7により、その感染の多重度で感染せし め、そして次に、3種の支持プラスミド、すなわち0.4μgのpTM(N),0.4μg のpTM(P)及び0.05μgのpTM(L)、並びにPIV3−1アンチゲノムcDNA5μgに よりトランスフェクトした。プラスミドを、12μlのLipofect ACE(Life Techno logies)を含むOpti-MEM 1(0.2ml)において混合し、そして個々のウェルに添加し た。野生型PIV3/JSアンチゲノムRNAをコードするPIV3/JS cDNAプラスミド、 すなわちp3/7(131)2Gを、ポジティブ対照として平行してトランスフェク トした。32℃で12時間のインキュベーションの後、トランスフェクション培地を 、50μg/mlのゲンタマイシンにより補充 された新鮮なOpti-MEM 1(1.5ml)により交換し、そして培養物を32℃で、さらに 2日間インキュベートした。トリプシンを、トランスフェクションの3日後に添 加し、0.75μg/mlの最終濃度にした。細胞培養物上清液を4日目に収穫し、そ して新鮮なLLC−MK2細胞単層上で継代した(継代1として言及される)。一晩 の吸着の後、培地を、0.75μg/mlのトリプシンを含む新鮮なOpti-MEM 1により 交換した。継代1培養物を32℃で4日間インキュベートし、そして増幅されたウ ィルスを収穫し、そして0.75μg/mlのトリプシンの存在下で32℃でさらに4日 間、LLC−MK2細胞上で継代した(継代2として言及される)。回収されたウィ ルスを、ウサギPIV1抗血清、テンジクネズミPIV2抗血清、及び2種のPIV3 HN モノクローナル抗体との反応により、上記のような血球凝集−阻害(HAI)アッセ イ(van Wyke Coelinghなど.,前記,(1985))において特徴づけ、但し、上記アッ セイにおいては、鶏赤血球細胞(RBCS)がPIV1 HN糖タンパク質を有するウィ ルスのために使用され、そしてテンジクネズミがPIV3のために使用された。HAI を、rPIV3がcDNAから回収されたウィルスを特徴づけるモノクローナル抗体耐性 突然変異(MARM)を有するかどうかを、又はrPIV3−1がPIV1 HNを有するか どうかを決定するために実施した。 ヌクレオチド配列分析 キメラcDNA構造体pSE.PIV3−1.hcを、Circumuent Sequencing Kit(New E ngland Biolabs)により配列決定し、その後、最終的に、十分な長さのクローン pFLC.2G+.hc中にアセンブルした。RNAの分析のために、適切なPIVを、LLC −MK2細胞のT75フラスコにおいて増幅した。ウィルスを感染の5日目に収穫し 、そしてポリエチレングリコール沈殿法(Mbiguinoなど.,J .Virol.Methods 31 :161-70(1991))により濃縮した。ウィルスRNAを、ウィルス ペレットから抽出し、そしてSuperscript Preamplification System(Life Tech nologies)による逆転写(RT)に使用した。RT−PCRを、Advantage cDNA合成キ ット(Clontech)、及びPIV1又はPIV3特異的プライマー対を用いて行なった。 RT−PCR生成物を、電気泳動、及びNA45 DEAEニトロセルロース膜(Schleicher & Schnuell,Keene,NH)のストリップからの溶出により精製し、そして配列決定 した。 LLC −MK2細胞におけるPIVの複製 LLC−MK2単層上のプラークの計数を、前記のようにして行なったが、但し、 トリプシンが、PIV1及びrPIV3−1ウィルスの場合に添加された(Hallなど.Vi rus Res 22:173-84(1992))。手短に言及すれば、連続的に希釈されたウィルス を、6−ウェルプレートにおけるLLC−MK2単層上に接種し;ウィルスを32℃で 1時間吸着せしめ;培養物を、0.8%のアガロースを含むL−15培地(Life Techn ologies)(添加されたトリプシンを有する又は有さない)によりオーバーレイし 、そして32℃で6日間インキュベートし;そしてプラークを、アガロースオーバ ーレイの除去に続いて、テンジクネズミ赤血球細胞による血球吸着(HAD)により 同定した。 組織培養におけるPIVウィルスの増殖を、0.01のMOIでウィルスにより、12−ウ ェルプレート上の集密的LLC−MK2単層を感染せしめることによって評価した。3 2℃で1時間の吸着の後、接種物を、ゲンタマイシン(50μg/ml)及びトリプ シン(0.75μg/ml)により補充された1.5ml(ウェル当たり)のOpti-MEM 1に より交換し、そしてさらに、32℃で6日間インキュベートした。24時間の間隔で 、0.3mlの培地を個々のウェルから除去し、そしてトリプシンを含む新鮮な培地0 .3mlを添加した。ウィルスの力価を、前記のようにして、流体オーバーレイを用 いてLLC−MK2細胞単層上での血球 吸着アッセイにより32℃で決定し(Hallなど,Virus Res 22:173-84(1992) )、そしてその力価をlog10TCID50/mlとして表わした。 ハムスターの呼吸器官におけるPIVの複製 12匹のグループにおけるGolden Syrianハムスターにそれぞれ、105pfuのrPIV 3/JS,rPIV3−1又はPIV1/Wash64を含むL−15培地0.1mlを鼻腔内接種した 。接種の4及び5日後、個々のグループからの6匹のハムスターを殺し、そして それらの肺及び鼻甲介を収穫し、そして均質化し、そしてLLC−MK2細胞単層か らのサンプルに存在するウィルスを32℃でタイトレーションした。力価は、6匹 のハムスターの個々のグループに関して、平均log10TCID50/gとして表わされ た。 結果 十分な長さのキメラPIV3−1アンチゲノムRNAをコードするcDNAクローンの構 成がキメラウィルスrPIV3−1の回復をもたらした 上記に示されるようにして、JS野生型PIV3 HN及びF糖タンパク質遺伝子のOR FがPIV1/Wash64コード配列のORFにより置換されている(図14)、PIV3及びPI V1キメラcDNAの最終構造体は、6の規則に従う、15,516ntのPIV3−1キメラア ンチゲノムRNAをコードする(Durbinなど.,Virology 234:74-78(1997))。キ メラPIV3−1アンチゲノムをコードするpFLC.2G+.hc cDNAを、N,P及び L支持プラスミドと一緒に、HEp−2細胞上にトランスフェクトした。JS wt PIV 3アンチゲノムをコードするp3/7(131)2G cDNAを、rPIV3対照親ウィルス を生成するために、同時にトランスフェクトした。ウィルスを、LLC−MK2細胞 上での第2の増幅に続いて、個々のトランスフェクションから回収し、そし て個々の組換えウィルスがcDNAに由来することを確かめるために、研究を開始し た。 組換えウィルスrPIV3−1及びrPIV3をまず、血清型−特異的抗−HNモノクロ ーナル又はポリクローナル抗体によるHAIアッセイにより、PIV1又はPIV3 HN糖 タンパク質の存在について特徴づけた。表12に示されるように、rPIV3は、予測 通り、2種のmAbの中の1つのみと反応するが、その生物学的誘導された親PIV3 /JSは両者と反応した。これは、rPIV3が、cDNAに由来する場合、このウィルス を特徴づける導入されたMARM突然変異を含んだことを確かめた。rPIV3−1ウィ ルスは、PIV1 HN糖タンパク質に対して特異的な抗体と反応するが、しかしPIV 3又はPIV2のHNに対して特異的な抗体とは反応せず、このことは、そのウィル スが予測されるようにPIV1 HN遺伝子を含んだことを示す。 次に、rPIV3−1ウィルスが構築されたキメラPIV3−1 HN及びF遺伝子を 含むことが確かめられた。予定されるように、rPIV3−1の遺伝子構造は、その 親、すなわちPIV1/Wash64又はrPIV3/JSのいづれかと比較される場合、4つ の連結領域においてユニークであった(図15Aのボックス部分)。それらの領域 は、配列がPIV3非コード領域からPIV1コード領域に変化し、そして次に、PIV 1コード領域からPIV3非コード領域に戻る遷移点である。PIV3 M及びL遺伝 子に対して特異的なプライマー対A、又はPIV1 M、及び異3’−末端のHN遺 伝子に対して特異的なプライマー対Bを用いて、RT−PCR生成物を、rPIV3−1 ,rPIV3/JS、及びPIV1/Wash64からのビリオン−由来のRNAのために生成した 。対照反応は、RT段階がRT−PCR生成物の生成のために必要とされることを示し 、このことは、汚染性DNAよりもむしろRNA鋳型が、RT−PCR生成物を生成するた めに必要とされたことを示す。rPIV3−1が実際、キメラウィルスであった初期 表示は、PIV3−特異的プライマー対Aのみが、F及びHN遺伝子まで及ぶ予測さ れる4.6kbのcDNA生成物を生成した発見に起因した(図15B)。従って、rPIV3 −1 ウィルスはHPIV1−特異的HN糖タンパク質のみを含むが(表12を参照のこと)、 その非コード領域はPIV3に対して特異的である。一般的に、PIV1特異的プライ マー対Bは、PIV1対照からの適切にサイズ分類された生成物を増幅するが、し かしrPIV−1からの生成物は増幅しなかった。制限消化分析はまた、rPIV−1 RT−PCR生成物が、rPIV3/JS及びPIV1/Wash64の制限パターンとは異なり、そ してその予測される配列のために適切なユニーク制限パターンを有することを示 した。 rPIV3−1の4.6kbのRT−PCR生成物のnt配列をその4つの領域において決定し (図15A)、そしてrPIV3/JS及びPIV1/Wash64のnt配列と比較した(図16) 。rPIV3−1配列は、それが由来するcDNAと完全に一致した。3つのRT−PCR生 成物のための領域I−IVの配列の一列配列の試験は、rPIV3−1が、変更された 開始及び停止コドンと共に、及びPIV3の5’及び3’非コード領域を端に有す る、PIV1 F及びHN糖タンパク質ORFを含むことを示す。rPIV3/JB又はPIV1 /Wash64と同時に比較しての、rPIV3−1の領域III及びIVに及ぶ配列決定ラダ ー(ladder)の例を評価し、そしてこの分析は、rPIV3−1が、その構造がそれ が生成されるcDNAと完全に一致する組換えキメラウィルスであることを確かめた 。 インビトロでのrPIV3−1のトリプシン−依存性及び細胞障害性。 Sendaiウィルスのようであるが、しかしPIV3とは異なるPIV1は、組織培養細 胞の連続した系上で多サイクル複製を受けるために、そのF糖タンパク質の切断 のためにトリプシンを必要とする(Frankなど,J .Clin.Microbiol.10:32-6(1 979)))。さらに、FIV1は非細胞障害性ウィルスであり、そしてFIV3は広範なCP Eを容易に生成する(Collinsなど,Fields Virology 3rd ed.,l:1205 -43(1996))。rPIV3−1,rPIV3及びPIV1/Wash64を、それらの性質に基づい て比較した。PIV1/Wash64のようにrPIV3−1は、テンジクネズミよりもむし ろニワトリRBCを用いて高いHA力価を有し、そのPIV1/Wash64親のように、rPIV 3−1は流体オーバーレイを伴っての培養において効果的な複製のために及び効 果的なプラーク形成のためにトリプシンを必要とした。rPIV3−1は、類似する 効率を伴って、32℃、37℃又は40℃でプラークを生成した。従って、rPIV3−1 がPIV1親ウィルスのF糖タンパク質を有し、そしてそれが感温性でないことが 明らかである。他方では、rPIV3−1は、ウィルス感染された単層における細胞 球状化及び分離により示されるように、そのPIV3親とほとんど同じ程度、CPEを 生成し、このことは、この生物学的性質が、HN及びFコード領域外に存在するそ のPIV3遺伝子の機能であることを示す。、従って、rPIV3−1は、それがキメ ラウィルスであることを示す上記発現と一致する両親からの生物学的性質を有す る。本発明内のこの典型的な組換えキメラウイルスは、12301 Parklawn Drive, Rockville,Maryland 20852,USAのAmerican Type Culture Collection(ATCC) にブダペスト条約下で、1998年5月21日に寄託された。 LLC −MK2細胞及びハムスターにおけるrPIV3−1及びその親ウィルスの複製 のレベルの比較 rPIV3,rPIV3−1及びPIV1 Wash/64の多サイクル複製を、 0.01のMOIでのLLC−MK2組織培養細胞の接種に続いて評価した(図18)。3種の ウィルスの複製の速度動態及び程度は非常に類似することが見出され得る。これ は、PIV1のHN及びF遺伝子の、PIV3のそれらによる置換が、インビトロでの複 製のためにウィルスを弱毒化しなかったことを示す。rPIV3−1がハムスターの 上部及び下部呼吸器官における複製のために特にインビボで弱毒化されるかどう かが次に決定された(表14)。rPIV3−1の複製の観察されるレベルは、ハムス ターの上部及び下部呼吸器官において、いづれかの親に類似し、そうでなければ 、親よりもわずか高かった。 要約すると、この例は、PIV1 HN及びF糖タンパク質のORFがrRIV3のORFに より置換されているrPIV3−1キメラウィルスの好 都合な回収を示す。このキメラウィルスは、インビトロ及びインビボで、その野 生型PIV1及びPIV3親ウィルスのように複製し、このことは、糖タンパク質ORF の置換がrPIV3−1の弱毒化をもたらさないことを示す。PIV1のHN及びF糖タ ンパク質を担持する組換えPIV3のこの好都合な回収率は、異なった血清型を表 わす2種のウィルスは密接には関連していないので、驚くべきことである。特に 、キメラ組換え体が2種の親と同様、増殖することは、注目すべきである。特に 、糖タンパク質遺伝子に置換を有するキメラ組換えウィルスがまた、水庖性口内 炎ウィルス(VSV)に関して回収されている(Lawsonなど,Proc .Nat.Acad.Sci .USA 92:4477-81(1995))。特に、Indiana血清型のVSV G糖タンパク質遺伝 子が、わずか50%のアミノ酸配列同一性を共有するNew Jersey血清型により置換 された。rPIV3−1と比較すると、キメラ組換えVSV1/NJは、組換え体VSV1又は 生物学的に誘導されたVSVのレベルのわずか10%を複製する。 この例においては、HN及びF糖タンパク質は、PIV1とPIV3との間で、それぞ れ43及び47%の配列同一性を有する。もちろん、2種の糖タンパク質の一緒のト ランスファーは、糖タンパク質−対−糖タンパク質の不適合性を回避する(Tana bayashi,K.and Compans,R.W.J .Virol.70:6112-18(1996))。他方では、 糖タンパク質はそれらの細胞質(CT)又はトランスメングラン(TM)ドメインを 通してMタンパク質(PIV1とPIV3との間で63%の同一性がある)と相互作用し、 そしてこの相互作用がビリオンの形態発生及び構造において重要であると一般的 に思われている。これに関して、TM及びCTドメインにおける2種の血清型のHNタ ンパク質とFタンパク質との間の配列同一性の程度は低く、実際、TMドメインに 関しては、それぞれ30%及び22%であり、そしてCTドメインに関しては、 それぞれ9及び11%であった。この低レベルの配列関連性を考慮して、本発明者 は、また、個々の糖タンパク質のPIV1エクトドメインがPIV3 TM及びCTドメイ ンに融合されているキメラ糖タンパク質を構成する同目的の方策を追求している 。Mタンパク質又は他の内部タンパク質との可能な相互作用に関して、保存され た構造、たとえば変更されたアミノ酸の配列群が、保存された配列よりもむしろ 重要である。他方では、内部タンパク質と、糖タンパク質のTM及びCTドメインと の相互作用は、これまで考えられて来たほど決定的ではない。それらの要因を、 本明細書に提供される方法及び手段を用いて、より密接に試験することは可能で あろう。たとえば、それらの要因は、さらに、PIV2のHN及びFを担持するPIV3 を構成するために上記方法を用いての進行中の研究により解明されるであろう。 rPIV3−1は、これがPIV1 F糖タンパク質により付与される性質であり、 そしてこれが良く見出されるので、、組織培養物における効果的な複製のために トリプシンを必要とすることが予測された。しかしながら、rPIV3−1がPIV3 親ウィルスのCPEにひじょうに密接に類似するCPEを引き起こすことを観察するこ とは興味あることであり、ここで前記観察は、HN又はF以外のPIV3遺伝子がこ の表現型を特定していることを示す。それらの役割はまた、非細胞障害性PIV1 と細胞障害性PIV3との間の追加の遺伝子を交換するために、本明細書に提供さ れる方法及び手段を用いて、さらに解明されるであろう。 例XII PIV タイプ3の内部タンパク質及びPIVタイプ1の表面糖タンパク質をコードす る生存−弱毒化されたキメラ組換えPIVの回収 この例においては、rPIV3−1.cp45Lと称する、生存−弱毒化 cp45 PIV3候補体ワクチンウィルスのL遺伝子に見出される変化をコードする3 種の感温性及び弱毒化アミノ酸を担持するrPIV3−1の誘導体は、同じ3種の突 然変異を有する組換えrPIV3 cp45 Lの表現型に類似する、38℃の遮断温度を 有する感温性表現型を表わすことが示されている。rPIV3−1.cp45Lは、rPIV 3 cp45 Lと同じ程度に、ハムスターの呼吸器官において弱毒化される。rPIV 3−1.cp45Lによるハムスターの感染は、wt PIV1に対して中位のレベルの血 球凝集−阻害抗体を生成し、そして野生型PIV1による攻撃に対して完全な耐性 を誘発する。これは、本発明の弱毒化されたキメラPIVがPIV1に対してひじょう に効果的な免疫応答を誘発することができることを示す。この開示はまた、パラ インフルエンザウィルスの表面糖タンパク質が同種ウィルス攻撃に対して高レベ ルの耐性を誘発するのに十分であることを示す上記データを確認する。意外なこ とには、PIV1の表面糖タンパク質遺伝子及びPIV3の内部遺伝子をそれぞれ担持 する、組換えキメラウィルスrPIV3−1.cp45L又はrPIV3−1による感染は、 また、PIV3攻撃ウィルスの複製に対して中位のレベルの耐性を誘発する。。こ れは、PIV3の内部遺伝子がゲッ歯動物においてPIV3に対して保護免疫性を独立 して誘発できることを示す。従って、本明細書に開示されるようなPIV3に関す る逆向き遺伝学システムは、許容されたモデル対象において弱毒化され、そして 保護性である生存−弱毒化されたPIV1ワクチン候補体を都合良く生成する。 ウィルス及び細胞 この研究に使用されるwt PIV1株は、PIV1/Washington/20993/1964(PIV1 /Wash64)(たとえば、Murphyなど,Infect .Immun.62:1975を参照のこと;引 用により本明細書に組込まれる)、及びPIV3 F及びHN ORFが、上記のようにし て及びTaoなど,J .V irol 72:2955,1998(引用により本明細書に組込まれる)に記載のようにして、 FIV1/Wash64のORFにより置換されているキメラPIV3 cDNAから回収されたキ メラrPIV3−1である。それらのウィルスは、50μg/mlのゲンタマイシンスル フェート、及び0.75μg/mlのトリプシン(カタログNO.3741,Washington Bio chemical Corp.,Freehold,NJ)により捕充されたOpti-MEM1(Life Technologi es,Gaithersburg,MD)におけるLLC−MK2細胞において増殖された。トリプシン は、PIV3の糖タンパク質ではなく、PIV1のF糖タンパク質がそれらの条件下で 細胞培養物において増殖される場合、切断のために外因性トリプシンに依存する ので、包含される。ヒトPIV3ウィルスのwt JS株、及びcDNAからのその組換え誘 導体(rPIV3/JS)は、上記のようにして及びDurbinなど,Virology 235:323 ,1997(引用により本明細書に組込まれる)に記載のようにして、増殖された。 cp45、すなわちwt PIV3/JSの弱毒化された誘導体(上記、及びKarronなど,J .Infect.Dis. 171:1107,1995(引用により本明細書に組込まれる)を参照の こと)、及びrPIV3 cp45 L、すなわちcp45のL遺伝子に見出される3種のts 突然変異を担持する組換えPIV3は、上記のようにして、及びSkiadopoulosなど ,J .Virol.72:1762,1998(引用により本明細書に組込まれる)に記載のように して、増殖された。バクテリオファージT7 RNAポリメラーゼを発現する修飾 されたワクシニアAnkara(MVA)組換え体は、Virology 210:202,1995(引用によ り本明細書に組込まれる)に記載される。 トランスフェクションに使用されるHEp−2細胞は、ATCC(ATCCCCL23)から得 られ、そして2%ウシ胎児血清(FBS)、50μg/mlのゲンタマイシンスルフェー トにより補充されたOpti-MEM 1に維持された。rPIV 3−1アンチゲノムcDNA中へのL突然変異の導入 上記(また、Skiadopoulosなど,J .Virol.72:1762,1998も参照のこと)、 pTM(L)942/992/1558プラスミドに存在するcp45の3種のL突然変異が、PIV1 F及びHN ORF、及び3種のcp45 L遺伝子突然変異を担持する十分な長さのpF LC.2G+.hc.cp45Lを生成するために、2.8kbのSphI−NheIフラグメント( PIV3アンチゲノムcDNAにおいてnt11313〜14092)として、キメラcDNA pFLC.2 G+.hc(上記に記載される;また、Taoなど,J .Virol.72:2955,1988も参 照のこと)中に導入された(図19)。pTM(L)942/992/1558に存在する特定の 突然変異は、図19に示される。 トランスフェクション 6−ウェルプレートにおけるHEp−2細胞単層を、集密的に増殖し、そしてト ランスフェクションを、上記のようにして(また、Taoなど,J .Virol.72:295 5,1988も参照のこと)実施した。4日目、収穫の前、トリプシンを、トランス フェクションの3日後、添加し、0.75μg/mlの最終濃度にした。細胞培養物上 清液を澄まし、そして新鮮なLLC−MK2細胞単層上に継代した(継代1として言及 される)。一晩の吸着の後、培地を、0.75μg/mlのトリプシンを有する新鮮な Opti-MEM 1により交換した。継代1培養物を32℃で4日間インキュベートし、そ して上清液に存在するウィルスを収穫し、そして再び、同じ条件下で継代した( 継代2として言及される)。継代2収穫物に存在するウィルスを、上記のように して血球凝集−阻害(HAI)アッセイによりPIV1 HNタンパク質の存在について試 験した(また、Taoなど,J .Virol.72:2955,1998も参照のこと)。 種々の温度でのLLC−MK2におけるPIVの複製 LLC−MK2単層上のプラークの数え上を、PIV1,rPIV3−1及びrPIV3−1. cp45Lの場合、アガロースオーバーレイに添加される0.75μg/mlのトリプシン を伴って、上記のようにして実施した(また、Taoなど,J .Virol.72:2955,1 998を参照のこと)。種の温度での6日間のインキュベーションの後、.アガロ ースオーバーレイを除去し、そしてプラークを、テンジクネズミ赤血球(RBC)に よる血球吸着(HAD)により同定した。ハムスターの呼吸器官におけるPIVの複製 5匹のハムスターのグループを、106プラーク形成単位(PFU)のrPIV3/JS,rP IV3 cp45 L,cp45,PIV1/Wash64,rPIV3−1又はrPIV3−1.cp45Lを含 むL15培地0.1mlにより鼻腔内接種した。ハムスターを、感染の4日後、殺し、 そしてそれらの肺及び鼻甲介を収穫し、そして均質化した。組織サンプルに存在 するウィルスを、上記のようにして、及びTaoなど,J .Virol.72:2955,1998 に記載のようにして、32℃でLLC−MK2細胞単層上で滴定した。力価は、個々の グループに関して、逆数平均log10TCID50/g組織として表わされる。 ハムスターにおける免疫化及び攻撃の研究 10匹のハムスターのグループを、上記のようにして、動物当たり106のPFUによ り鼻腔内免疫化した。血清を、HAIアッセイのために、感染の前、及び33日目に 採取した。10匹のハムスターの個々のグループの血清に存在するHAI抗体のレベ ルを、抗原としてPIV1/Wash64及びPIV3/JSを用いて決定し、そして決定され たHAI力価を、平均log2として表わす(また、Taoなど,J .Virol.72:2955,1 998を参照のこと)。 免疫化の35日後、個々のグループからの5匹のハムスターを、106PFUのPIV1 /Wash64又はrPIV3/JSにより鼻腔内攻撃した。そ れらの攻撃されたハムスターの鼻甲介及び肺を、攻撃の4日後に収穫した。組織 サンプルにおけるウィルス力価を、上記のようにして及びTaoなど,J .Virol.7 2:2955,1998に記載のようにして、LLC−MK2単層上で決定し、そして力価を平 均log10TCID50/g組織として表わす。 結果 組換えキメラウィルスrPIV3−1.cp45Lの回収及び特徴化 上記に示されるように、cDNAクローンpFLC.2G+.hc、すなわちF及びHN糖 タンパク質をコードするORFがPIV1のORFにより置換されているPIV3の十分な長 さのアンチゲノムcDNAを、cp45のL遺伝子に同定され、そして独立したts及び弱 毒化突然変異であることが示されている3種のアミノ酸コード変化(Lタンパク 質におけるアミノ酸位置に従って、942,992及び1558と称する)の導入により修 飾した(図19;また、Skiadopoulosなど,、J .Virol.72:1762,1998も参照の こと)。個々のコード変化を、、天然に存在する制限部位を除去する連続した、 翻訳的にサイレントなnt置の同時導入により示した(図19;表8)。最終の十分 な長さのプラスミド構造体、すなわちpFLC.2G+.hc.cp45L(図19)は、長 さ15516ntのPIV3−1キメラアンチゲノムRNAをコードし、そして6の規則に従 う(Durbinなど,Virology 234:74,1997を参照のこと;引用により本明細書に 組込まれる)。pFLC.2G+.hc.cp45Lの真正性は、適切な制限酵素による消 化により確かめられた。 pFLC.2G+.hc.cp45L cDNAを、PIV3 N,P及びL支持プラスミドと一 緒に、HEp−2細胞中にトランスフェクトし、そして上記のようにして及びTaoな ど,J .Virol.72:2955,1998に記載のようにして、MVA−T7により感染せし めた。rPIV3−1.cp45Lと称する、LLC−MK2細胞上での2回の継代の後に回 収され たウィルスを、プラーク〜プラーク〜プラーク継代により生物学的にクローン化 し、そして増幅されたウィルスを、それがLにPIV1糖タンパク質及び3種の導 入された突然変異を有することを確かめるために分析した。最初に、rPIV3−1 .cp45LにおけるPIV1 HNタンパク質の存在を、上記のようにして及びTaoなど ,J .Virol.72:2955,1998に記載のようにして、HAIアッセイにおいてPIV1特 異的抗体との反応性により確かめた。rPIV3−1.cp45LゲノムRNAにおけるキ メラPIV3−1 HN及びF遺伝子、並びに導入されたL遺伝子突然変異の存在を 、上記のようにして及びTaoなど,J .Virol.72:2955,1998に記載のようにし て、ビリオンRNAから生成されたRT−PCR生成物の制限酵素消化又はヌクレオチド 配列分析により確かめた。それらのデータは、rPIV3−1.cp45Lがcp45のL遺 伝子の3種のコドン置換を担持する組換えキメラウィルスであることを確認した 。 rPIV 3−1.cp45Lは感温性である cp45の3種のL遺伝子突然変異は、wt PIV3中に導入される場合、ts表現型を 付与することが上記に示された(また、Skiadopoulosなど,J .Virol.72:1762 ,1998)。キメラウィルスにおけるそれらの存在が同じ効果を有するかどうかを 評価するために、rPIV3−1.cp45Lのプラーク形成効率を種々の温度で決定し た。表15に示されるように、3種のL突然変異は実際、キメラウィルスに表現型 を付与した。組換えウィルスrPIV3 cp45 L及びrPIV3−1.cp45 Lにおける cp45 L突然変異により特定される感温性のレベルは等しく(表15)、このこと は、突然変異の効果が、PIV3又はPIV1 HN及びF糖タンパク質と無関係である ことを示す。rPIV3 cp45 L及びrPIV3−1.cp45Lの感温性のレベルは、後 者のウィルスがLの外部の突然変異を有する事実にかかわりなく、生物学的に誘 導 されたcp45ウィルスのレベルに匹敵した(Stokesなど,Virus Res 30:43,199 3を参照のこと;引用により本明細書に組込まれる)。 ハムスターにおけるrPIV3−1.cp45Lの複製のレベル cp45の3種のL遺伝子突然変異は、wt PIV3中に導入される場合、ハムスター の上部及び下部呼吸器官においてウィルス複製の弱毒化を付与することが上記で 示された(また、Skiadopoulosなど,J .Virol.72:1762,1998を参照のこと) 。キメラウィルスに対するそれらの効果を、表16に示されるように、ハムスター の鼻腔内感染により評価した。それらの発見は、rPIV3−1.cp45Lが実際、両 部位で弱毒化され、そしてさらに、弱毒化のそのレベルがrPIV3 cp45 Lのレベ ルに匹敵したことを示す。従って、感温性のように、弱毒化を付与するcp45 L 突然変異の能力は、表面糖タンパク質の抗原特異性に無関係である。 PIV 3の内部タンパク質及びPIV1の糖タンパク質を含むrPIV3−1又はrPIV3 −1.cp45Lによる感染は、ハムスターにおいてPIV1攻撃に対する耐性を付与 する キメラrPIV3−1ウィルス及びその弱毒化されたrPIV3−1.cp45L誘導体を 、ハムスターにおいて免疫原性及び保護効率について評価した。表17に示される ように、いづれかのウィルスによる感染は、PIV3に対してではなく、PIV1に対 してHAI抗体を誘発し、このことは、それらのキメラウィルスがPIV1 HN糖タン パク質を有し、そして高い免疫原性であることを確認する。rPIV3−1.cp45L により誘発されるHAI抗体のレベルはrPIV3−1によるレベルよりも2倍近く、 このことは、その弱毒化が免疫原性において中位の低下をもたらしたことを示す 。同様に、rPIV3及びrPIV3 cp45LはPIV1に対してではなく、PIV3に対して HAI抗体を誘発し、そしてその弱毒化されたウィルスにより誘発されるレベルは 約2倍、低かった。cp45 L突然変異を担持する組換えウィルスのハムスターに おける制限された複製にもかかわらず、rPIV3 cp45 L又はrPIV3−1.cp45 Lのいづれかによる感染は、相同糖タンパク質を担持する攻撃ウィルスの複製に 対して完全な耐性を誘発した。 rPIV 3−1.cp45Lによる感染はまた、PIV3に対する耐性を付与する 耐性におけるPIV中の非HN又はF糖タンパク質(すなわち、内部タンパク質) の役割に対する情報は制限されている。本明細書におけるrPIV3−1及びrPIV3 −1.cp45Lの開示及び使用は、免疫化及び攻撃ウィルスにより共有される遺伝 子のみが内部タンパク質遺伝子であるので、内部タンパク質がPIV3による攻撃 に対する耐性において演じる役割を試験する機会を提供する。PIV3攻撃ウィル スの複製は、rPIV3−1又はrPIV3−1.cp45Lによるハムスターの先の感染に より上部及び下部呼吸器官において有意に制限される(表17)。従って、それら のデータは、HN及びFタンパク質のように、PIV3の内部タンパク質が攻撃PIV3 の複製に対して部分的な耐性を誘発できることを示す。 上記免疫原性及び効率により示される発見の中で、特に予測できない発見は、 wt又は弱毒化されたrPIV3による感染が肺におけるPIV1攻撃ウィルスの複製の1 00倍の低下を誘発したことであった。従って、PIVの1つの血清型による感染は 、異種血清型に対して有意な保護を提供した。これは、これまでの研究が、ヒト PIVの1つのタイプによる動物の感染が、ヒトPIV感染に対する免疫性が大部分、 タイプ−特異的である一般的な考えに従って、異なったヒト血清型に属するPIV に対して有意な異種保護性を誘発しなかったことを示しているので、一部、予測 できないことであった(たとえば、Cookなど,Amer .Jour.Hyg.77:150,1963 ;Rayなど,J .Infect.Dis.162:746,1990;それぞれ引用に。より本明細書 に組込まれる)。 この例は、PIV1のための弱毒化された生存候補体ワクチンの急速、合理的な 開発をさらに提供するために、PIV3ワクチンを生成 するために開発された新規方法及び試薬の好都合な開発を示す。感染性PIV3を コードするcDNAを、PIV1 HN及びF保護抗原をコードするORFのそれらのPIV3 カウンターパートによる置換により修飾した。続いて、cp45 PIV3のL遺伝子に 存在する3種の弱毒化突然変異により例示される弱毒化突然変異を、この修飾さ れたPIV3−PIV1 cDNA内に組込んだ。このcDNAから、PIV1のHN及びF遺伝子 、PIV3の内部タンパク質及びPIV3 cp45 L遺伝子突然変異を担持する組換え ウィルスを回収した。この組換え体rPIV3−1.cp45Lは、感温性であり、ハム スターにおいて高く弱毒化され、そしてハムスターにおいてPIV1攻撃に対して ひじょうに有効であった。rPIV3−1.cp45Lにより示される、感温性、弱毒化 及び免疫原性のレベルは、cp45 PIV3のレベルに相当し、このことは、cp45 L 遺伝子突然変異組により特定される表現型がHN及びF表面糖タンパク質に無関係 であることを示す。逆向き遺伝学により生成される第1の生存、弱毒化されたPI V1ワクチン候補体を表わすそれらの発見は、PIV1に対するワクチンを開発する ための一般的に好都合なスキームを提供する。 パラインフルエンザウィルスの内部タンパク質が相同ウィルスによる再感染に 対する耐性において演じる役割に関しての情報は、ほとんど知られていない。N ,N以内のエピトープ又はMを発現するワクシニア組換え体による感染は攻撃ウ ィルスの複製に対する耐性を誘発すると言われているが、しかし報告される耐性 の大きさは、HN又はF糖タンパク質を担持するワクシニア組換え体により誘発さ れる大きさよりも小さい(たとえば、Kastなど,Proc .Natl.Acad.Sci.USA 8 8:2283,1991;Sakaguchiなど,J .Gen.Virol.74:479,1993;Thomsonなど,J .Immunol. 157:822,1996を参照のこと;それらは引用により本明細書に組込 まれる)。それらの 研究は、内部タンパク質が再感染に対する耐性に対して単にわずかな寄与を行な っていることを示唆した。従って、この開示は、rPIV3−1.cp45L又はrPIV3 −1によるハムスターの事前の感染が鼻甲介及び肺の両者においてPIV3の複製 の約250〜4000倍の低下を誘発したことを示すことによって、予測できない結果 を表わしている。それらの2種のキメラ組換えウィルスは、それらがPIV3より もむしろPIV1のHN及びF糖タンパク質を有するが、しかしそれらが攻撃ウィル スとすべての他の遺伝子を共有していることにおいて、PIV3攻撃ウィルスとは 異なる。PIV1のHN及びF糖タンパク質は、それぞれ、PIV3のそれらの糖タンパ ク質と47%及び43%の配列同一性を共有する。たぶん、共有される内部タンパク 質は観察された耐性を仲介すると思われるが、PIV1及びPIV3 F及びHN糖タン パク質間の共有されるタンパク質配列が観察される免疫性に寄与しているとも思 われる。たとえば、PIV1とPIV3との間に共有され、そして保護CTLエピトープ として作用する能力を有する少なくとも9個の長さのアミノ酸残基を延長する、 HNにおける5つの延長部及びFにおける2つの延長部が存在する。共有される内 部タンパク質は、交差−免疫性のこのレベルはこれまでの研究には見出されてい ないので、wt PIV3攻撃ウィルスの複製の制限に寄与していると考えることが道 理的である(たとえば、Cookなど,Amer .Jour.Hyg.77:150,1963;Rayなど,J .Infect.Dis. 162:746,1990を参照のこと;これは引用により本明細書中に 組込まれる)。 rPIV3−1及びrPIV3−1.cp45Lの内部PIV3タンパク質がPIV3攻撃に対す る耐性を付与する発見は、PIV3の弱毒化された誘導体がPIV1及びPIV2保護抗 原のためのベクターとして使用され得ることを示す。本発明の教授に従って、1 つのPIV3に基づく生存−弱毒化されたワクチンウィルスによる免疫化が、続い て投与さ れる他のPIV3に基づくワクチンウィルスの複製を制限することができ、それに より、第2ウィルスの免疫原性を低める。RSVのようにPIV3は初期乳児において 有意な疾病を誘発するので、ひじょうに若い、生後2〜4週目の乳児への使用の ための組合されたRSV-PIV3ワクチンが本発明の重要な観点である(たとえば、C ollinsなど,Fields Virology 3rd ed.Philadelphia:Lippincott-Raven Publi shers,1205(1),1996;Reedなど,J .Infect.Dis.175:807,1997を参照のこ と;それぞれ引用により本明細書中に組込まれる)。本発明のこの観点によれば 、PIV1−PIV2ワクチンによる免疫化は、ほとんどのPIV1及びPIV2疾病が6カ 月の年齢の後に生じるので、好ましくは、約6カ月の年齢で開始されるであろう 。rPIV3 cp45による免疫化が、それが内部タンパク質遺伝子を共有するキメラ 組換えPIV3−1ワクチンウィルスの複製を有意に阻害する可能な状況下では、 組換えPIV3−1ワクチンによる好都合な免疫化が制限されるであろう。最終的 には、三価のPIVワクチンが、連続的によりもむしろ同時に投与され、それによ り、上記に示された阻害性を妨げるであろう。 ワクチン又はwt PIV3による感染が異種wt PIV1の肺ウィルス複製の100倍の 低下を誘発する本明細書における開示は、一部、ヒトPIVウィルスは中和アッセ イにより血清学的に異なっており、そしてハムスターにおけるこれまでの研究は 、1つのタイプのPIVによる事前の感染が高い用量の異なったPIV型による攻撃に 対する耐性を誘発できなかったことを見出しているので、明らかに予測できるも のではない(たとえば、Cookなど,Amer .Jour.Hyg.77:150,1963;Rayなど,J .Infect.Dis. 162:746,1990;Cookなど,Amer .Jour.Hyg.69:250,1959 を参照のこと)。さらに、1つのPIVによる事前の感染が異種型PIVによる続く感 染を有意に修飾 することを詳細に示す疫学的データはほとんど存在しない。 要約すると、本発明の例は、rPIV3が、F及びHN糖タンパク質をコードするOR Fを置換し、そしてそのPIV3内部遺伝子中に既知の弱毒化突然変異を導入するこ とによって、PIV1のためのワクチンに都合良く転換されることを示す。従って 、本明細書に提供される広範な方法及び試薬は、rPIV3−1キメラウィルスのPI V3バックボーンを直接的且つ予測的に弱毒化するために、並びに生存−弱毒化 されたPIV2ワクチンウィルスを生成するために適用され得る。 前述の開示は、PIV及び関連するワクチンの広い集合体を開発するために本明 細書に提供される試薬及び方法の開発を可能にする。これに関して、PIV3とPIV 2との間の生存性免疫原性キメラの再生は、ワクチンへの使用のための広範囲の 組換えPIVウィルスを開発するための強力な新規手段を例示する。この研究に関 して、天然に存在するPIV変異体、たとえばcp45及びBPIV3ワクチン候補体の本 発明の開示の教授に従っての弱毒化のための遺伝的基礎の同定及び特徴化はまた 、組換えワクチンウィルス及びサブウィルス粒子の大きな宿主における開発を可 能にする。特に、生物学的に誘導された変異体ウィルスに存在する所望する突然 変異は、上記例に示されるように、野生型、特に弱毒化される、又はキメラ性の PIVバックグラウンド中に単独での及び組合してのそれらの導入により容易に同 定され、そして選択されるであろう。それらの発見は、ワクチン組換え体におけ る弱毒化及び免疫原性のレベルを調節するためにPIVクローン中に導入され得る 、本発明内の典型的な弱毒化突然変異のメニューを拡張するであろう。生物学的 に誘導された突然変異はまた、種々のタイプの突然変異、たとえば遺伝子又は遺 伝子セグメントの変更、欠失又は置換を有するPIVクローン内に導入され得る。 本発明のこの観点においては、選択された遺伝子欠失、付加又は 置換を有する組換えPIV、たとえばC,D又はV ORFの欠失を有するrPIVが提供 される。そのような二者択一的に突然変異誘発されたクローンはさらに、PIV組 換え体r942,r992,r1558,r942/992,r992/1558又はr942/1558及びr 942/992/1558により例示されるように、生物学的に誘導された変異体PIVから 採用されたts,ca又はatt表現型を特定する1又は複数の突然変異を導入するこ とによって、本発明の開示に従って修飾され得る。本発明のさらなる観点におい ては、生物学的に誘導された突然変異が、たとえばC,D、及び/又はV ORFの 弱毒化遺伝子欠失により例示されるように、天然において見出されない新たな弱 毒化突然変異と組合されるであろう。所望する表現型特徴を付与する、本明細書 に開示される他のタイプの突然変異がまた、1997年7月15日に出願されたアメリ カ特許出願第08/892,403号(引用により本明細書に組込まれる)における組換 えRSVワクチン株について開示される組合せ突然変異の範囲に類似する、生物学 的に誘導された弱毒化突然変異と組合されるであろう。比較できる突然変異が、 キメラワクチン株において所望するレベルの弱毒化及び免疫原性を達成するため に、たとえばキメラウィルス中に容易に導入され得る。この態様においては、他 の所望する表現型特徴と共に、所望するバランスの弱毒化及び免疫原性を有する 生存弱毒化されたrPIVワクチンの広範囲の集合体を構築するために有用である大 多数の突然変異が本発明において提供される。 前述の発明はより明確に理解するために、いくらか詳細に例示的且つ例的に記 載されて来たが、一定の変更及び修飾を本発明の範囲内で行なえることは明白で あろう。
【手続補正書】 【提出日】平成11年12月2日(1999.12.2) 【補正内容】 明細書第19頁第9行目、「図14」を『図14A及び図14B』に補正します。 同第21頁第12行目、「図17」を『図17A及び図17B』に補正します。 同第124頁下から第9行目、「図14」を『図14A及び図14B』に補正しま す。 同第125頁下から5行目、「修飾し(図14)、」を『修飾し、』に補正し ます。 同第127頁第4行目、「図14」を『図14A及び図14B』に補正します。 同第130頁下から第9行目、「(図14)」を『(図14A及び図14B)』に 補正します。 同第133頁下から第11行目、「III及びIV」を『III及びVI(図17A及び図1 7B)』に補正します。 同第133頁下から第8〜7行目、「インビトロでのrPIV3−1のトリプシ ン−依存性及び細胞障害性。」を『インビトロでのrPIV3−1のトリプシン−依 存性及び細胞障害性 』に補正します。
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/19 C12N 1/21 1/21 7/00 5/10 7/04 7/00 C12P 21/02 C 7/04 C12R 1:92) C12P 21/02 C12N 15/00 ZNAA //(C12N 15/09 ZNA 5/00 A C12R 1:92) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR, NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,L S,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL ,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR, BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,E E,ES,FI,GB,GE,GH,GM,GW,HU ,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,M D,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL ,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK, SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,U Z,VN,YU,ZW (72)発明者 ダービン,アンナ ピー. アメリカ合衆国,メリーランド 20874, ジャーマンタウン,セントジョーンズバリ ー レーン 19440 (72)発明者 スキアドプロス,マリオ エイチ. アメリカ合衆国,メリーランド 20854, ポトマック,アクエダクト ロード 8303 (72)発明者 タオ,タオ アメリカ合衆国,メリーランド 20814, ベセスダ,ウェイマウス ストリート 10684 #104

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 作用可能に連結された転写プロモーター、PIVゲノム又はアンチゲノムを コードするポリヌクレオチド配列、及び転写ターミネーターを含んで成る単離さ れたポリヌクレオチド分子であって、ここで前記PIVゲノム又はアンチゲノムを コードする前記ポリヌクレオチド配列が、キメラPIVゲノム又はアンチゲノムを 形成するために、HPIV1配列、HPIV2配列、HPIV3配列、BPIV配列又はMPIV配列 から選択された異種PIV配列の導入により修飾されていることを特徴とする単離 されたポリヌクレオチド分子。 2. ヒトPIV3の遺伝子又は遺伝子セグメントが、異種PIVからのカウンターパ ート遺伝子又は遺伝子セグメントにより置換される請求の範囲第1項記載の単離 されたポリヌクレオチド分子。 3. 前記カウンターパート遺伝子又は遺伝子セグメントが、HPIV1又はHPIV2 のHN又はF糖タンパク質遺伝子又は遺伝子セグメントである請求の範囲第2項記 載の単離されたポリヌクレオチド分子。 4. PIV1又はPIV2のHN又はF糖タンパク質遺伝子がHPIV3のカウンターパー トHN又はF糖タンパク質遺伝子により置換される請求の範囲第2項記載の単離さ れたポリヌクレオチド分子。 5. 前記ゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド配列がBP IV遺伝子又は遺伝子セグメントを含む請求の範囲第1項記載の単離されたポリヌ クレオチド分子。 6. RSVからの異種配列を組込む請求の範囲第1項記載の単離されたポリヌク レオチド分子。 7. RSVからの前記異種配列が、G又はF遺伝子又は遺伝子セグメントである 請求の範囲第6項記載の単離されたポリヌクレオチド分子。 8. 麻疹ウィルスからの異種配列を含む請求の範囲第1項記載の単離されたポ リヌクレオチド分子。 9. 麻疹ウィルスからの前記異種配列がHA又はF遺伝子又は遺伝子セグメント である請求の範囲第8項記載の単離されたポリヌクレオチド分子。 10.作用可能に連結された転写プロモーター、PIVゲノム又はアンチゲノムを コードするポリヌクレオチド配列、及び転写ターミネーターを含んで成る単離さ れたポリヌクレオチド分子であって、ここで前記PIVゲノム又はアンチゲノムを コードする前記ポリヌクレオチト配列が、 i) p218(131)(配列番号1); ii) p3/7(131)(配列番号14); iii)p3/7(131)2G(配列番号15);又は iv) HPIV1配列、HPIV2配列、BPIV配列もしくはMPIV配列 から選択された異種PIV配列の導入により、又はPIVの弱毒化、感温性、低温適合 性、小さなプラークサイズ、宿主範囲制限、又は免疫原性エピトープの変化から 選択された表現型変更を特定する、ヌクレオチド挿入、転位、欠失又は置換によ り修飾されている、i)、ii)又はiii)の単離されたポリヌクレオチド、、から 成る群から選択されることを特徴とする単離されたポリヌクレオチド分子。 11.作用可能に連結された転写プロモーター、PIVゲノム又はアンチゲノムを コードするポリヌクレオチド配列、、及び転写ターミネーターを含んで成る単離 されたポリヌクレオチド分子であって、前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコー ドする前記ポリヌクレオチド配列が、ヌクレオチド挿入、転位、欠失又は置換に より修飾されることを特徴とする単離されたポリヌクレオチド分子。 12.前記ヌクレオチド挿入、転位、欠失又は置換が、PIVの弱毒 化、感温性、低温適合性、小さなプラークサイズ、宿主範囲制限、又は免疫原性 エピトープの変化から選択された表現型変更を特定する請求の範囲第11項記載の 単離されたポリヌクレオチド分子。 13.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド配列 が複数のts突然変異を組込む請求の範囲第12項記載の単離されたポリヌクレオチ ド分子。 14.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド配列 が複数の非ts突然変異を組込む請求の範囲第12項記載の単離されたポリヌクレオ チド分子。 15.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド配列 がJS cp45の1又は複数の突然変異を含む請求の範囲第11項記載の単離されたポ リヌクレオチド分子。 16.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド配列 が、ポリメラーゼLタンパク質における少なくとも1つのアミノ酸置換をコード する請求の範囲第15項記載の単離されたポリヌクレオチド分子。 17.前記ポリメラーゼLタンパク質における前記アミノ酸置換が、JS cp45のT yr942,Leu992、又はThr1558に対応する位置で生じる請求の範囲第16項記載の単 離されたポリヌクレオチド分子。 18.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド配列 が、Nタンパク質における少なくとも1つのアミノ酸置換をコードする請求の範 囲第11項記載の単離されたポリヌクレオチド分子。 19.前記Nタンパク質における前記アミノ酸置換が、JS cp45の残基Val56又は Ser389に対応する位置で生じる請求の範囲第18項記載の単離されたポリヌクレオ チド分子。 20.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌク レオチド配列が、Cタンパク質におけるアミノ酸置換をコードする請求の範囲第 11項記載の単離されたポリヌクレオチド分子。 21.前記Cタンパク質における前記アミノ酸置換が、JS cp45のIle96に対応す る位置で生じる請求の範囲第20項記載の単離されたポリヌクレオチド分子。 22.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド配列 が、Fタンパク質における少なくとも1つのアミノ酸置換をコードする請求の範 囲第11項記載の単離されたポリヌクレオチド分子。 23.前記Fタンパク質における前記アミノ酸置換が、JS cp45のIle420又はAla450 に対応する位置で生じる請求の範囲第22項記載の単離されたポリヌクレオチ ド分子。 24.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド配列 が、HNタンパク質におけるアミノ酸置換をコードする請求の範囲第11項記載の単 離されたポリヌクレオチド分子。 25.前記HNタンパク質における前記アミノ酸置換が、JS cp45の残基Val381に 対応する位置で生じる請求の範囲第24項記載の単離されたポリヌクレオチド分子 。 26.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド配列 が3’リーダー配列における少なくとも1つの突然変異を組込む請求の範囲第11 項記載の単離されたポリヌクレオチド分子。 27.前記3’リーダーにおける突然変異が、JS cp45のヌクレオチド23,24,2 8又は45に対応する位置で生じる請求の範囲第26項記載の単離されたポリヌクレ オチド分子。 28.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド配列 が、N遺伝子開始配列における突然変異を組込む請求 の範囲第11項記載の単離されたポリヌクレオチド分子。 29.前記N遺伝子開始配列における突然変異がJS cp45のヌクレオチド62に対 応する位置で生じる請求の範囲第28項記載の単離されたポリヌクレオチド分子。 30.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド配列 が、rcp45,rcp45 3'NCMFHN,rcp45 3'NL,rcp45 3'N、又はrcp45 Fに存在する 、多くの及び十分な数までの突然変異を含む請求の範囲第12項記載の単離された ポリヌクレオチド分子。 31.rcp45,rcp45 3'NCMFHN,rcp45 3'NL,rcp45 3'N,rcp45 L,rcp45 F,rc p45 M,rcp45 HN又はrcp45 Cから選択されたアンチゲノムcDNAである請求の範囲 第12項記載の単離されたポリヌクレオチド分子。 32.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド配列 が、突然変異を特定するコドンにおける複数のヌクレオチド置換により安定化さ れた突然変異を組込む請求の範囲第11項記載の単離されたポリヌクレオチド分子 。 33.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド配列 が、キメラゲノム又はアンチゲノムを形成するために、HPIV1,HPIV2,HPIV3 ,BPIV又はMPIVからの異種配列を組込む請求の範囲第11項記載の単離されたポリ ヌクレオチド分子。 34.前記キメラゲノム又はアンチゲノムが、1又は複数のts突然変異を組込む 請求の範囲第33項記載の単離されたポリヌクレオチド分子。 35.前記キメラゲノム又はアンチゲノムが、1又は複数の非−ts弱毒化突然変 異を組込む請求の範囲第33項記載の単離されたポリヌクレオチド分子。 36.前記キメラゲノム又はアンチゲノムが、JS cp45の1又は複 数の突然変異を組込む請求の範囲第33項記載の単離されたポリヌクレオチド分子 。 37.前記JS cp45の1又は複数の突然変異が、L,M,N,C,F、又はHNか ら選択された1又は複数のPIVタンパク質において、又は3’リーダー又はN− 遺伝子開始配列から選択されたPIV遺伝子外配列において生じる請求の範囲第36 項記載の単離されたポリヌクレオチド分子。 38.前記キメラゲノム又はアンチゲノムが、弱毒化、感温性、低温適合性、小 さなプラークサイズ、又は宿主範囲制限から選択された表現型をそれぞれ特定す る複数の突然変異を組込む請求の範囲第33項記載の単離されたポリヌクレオチド 分子。 39.前記キメラゲノム又はアンチゲノムが、rcp45,rcp45 3'NCMFHN,rcp45 3 'NL,rcp45 3'N、又はrcp45 Fに存在する、少なくとも1つの及び十分な数まで の突然変異を組込む請求の範囲第33項記載の単離されたポリヌクレオチド分子。 40.PIVの弱毒化、感温性、低温適合性、小さなプラークサイズ、宿主範囲制 限又は免疫原性エピトープにおける変化から選択された表現型変更を特定する突 然変異が、1又は複数のカウンターパートPIV1又はPIV2HN及びF糖タンパク質 遺伝子により置換された、1又は複数のPIV3 HN又はF糖タンパク質遺伝子を有 するゲノム又はアンチゲノムを含んで成るキメラPIVバックグラウンドに組込ま れる請求の範囲第33項記載の単離されたポリヌクレオチド分子。 41.前記異種配列が、PIVの弱毒化、感温性、、低温適合性、小さなプラーク サイズ、宿主範囲制限、又は免疫原性エピトープにおける変化から選択された表 現型変更を特定する請求の範囲第33項記載の単離されたポリヌクレオチド分子。 42.HPIV1,HPIV2,BPIV又はMPIVのシス−作用性調節配列を組込む請求の範 囲第11項記載の単離されたポリヌクレオチド分子。 43.RSVからの異種配列を組込む請求の範囲第11項記載の単離されたポリヌク レオチド分子。 44.前記RSVからの異種配列が、G又はP遺伝子又は遺伝子セグメントである 請求の範囲第43項記載の単離されたポリヌクレオチド分子。 45.麻疹ウィルスからの異種配列を組込む請求の範囲第11項記載の単離された ポリヌクレオチド分子。 46.前記麻疹ウィルスからの異種配列がHA又はF遺伝子又は遺伝子セグメント である請求の範囲第45項記載の単離されたポリヌクレオチト分子。 47.哺乳類宿主において保護免疫応答を誘発することができる、サイトカイン 、T−ヘルパーエピトープ、制限部位マーカー、又は微生物病原体のタンパク質 から選択された非−PIV分子をコードするポリヌクレオチド配列を組込む請求の 範囲第11項記載の単離されたポリヌクレオチド分子。 48.PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする単離されたポリヌクレオチド分 子を含んで成る発現ベクター、及びPIVのN,P及びLタンパク質をコードする 1又は複数の単離されたポリヌクレオチド分子を含んで成る発現ベクターを包含 し、それにより、前記PIVゲノム又はアンチゲノム、及びN,P、及びLタンパ ク質の発現が感染性PIV粒子を生成する細胞又は細胞−フリー組成物。 49.前記感染性RIV粒子がウィルスである請求の範囲第48項記載の細胞又は細 胞−フリー組成物。 50.前記感染性PIV粒子がサブウィルス粒子である請求の範囲第48項記載の細 胞又は細胞−フリー組成物。 51.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードするポリヌクレオチド、及びPIV のN,P及びLタンパク質をコードする1又は複数のポリヌクレオチドが、単一 のベクター内に組込まれる請求の範囲第48項記載の細胞又は細胞−フリー組成物 。 52.感染性PIV粒子をコードする1又は複数の単離されたポリヌクレオチド分 子から前記PIV粒子を生成するための方法であって、 PIVゲノム又はアンチゲノムをコードするポリヌクレオチド分子を含んで成る 発現ベクター、及びN,P及びLタンパク質をコードする1又は複数のポリヌク レオチド分子を含んで成る発現ベクターを、細胞又は細胞−フリーシステムにお いて同時発現し、それにより、感染性PIV粒子を生成することを含んで成る方法 。 53.前記PIVゲノム又はアンチゲノム、及び前記N,P及びLタンパク質が同 じ発現ベクターにより発現される請求の範囲第52項記載の方法。 54.前記N,P、及びLタンパク質が、2又は3種の異なった発現ベクター上 にコードされる請求の範囲第52項記載の方法。 55.前記N,P及びLタンパク質の少なくとも1つが、PIVによる同時感染に より供給される請求の範囲第52項記載の方法。 56.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド分子 がcDNAである請求の範囲第52項記載の方法。 57.前記感染性PIV粒子がウィルスである請求の範囲第52項記載の方法。 58.前記感染性PIV粒子がサブウィルス粒子である請求の範囲第52項記載の方 法。 59.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド分子 が、ヒト、ウシ、又はネズミPIV配列である請求の範囲第52項記載の方法。 60.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド分子 が、野生型PIV株の配列をコードする請求の範囲第52項記載の方法。 61.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド分子 が、HPIV3をコードする請求の範囲第52項記載の方法。 62.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド分子 が、生物学的に誘導されたPIV株からの弱毒化突然変異を組込む請求の範囲第52 項記載の方法。 63.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド分子 が、1又は複数のts突然変異を組込む請求の範囲第52項記載の方法。 64.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド分子 が、1又は複数の非−ts弱毒化突然変異を組込む請求の範囲第52項記載の方法。 65.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド分子 が、JS cp45の少なくとも1つの突然変異を組込む請求の範囲第52項記載の方法 。 66.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド分子 が、JS cp45の複数の突然変異を組込む請求の範囲第65項記載の方法。 67.前記JS cp45の突然変異が、ポリメラーゼLタンパク質における少なくと も1つのアミノ酸置換を特定する請求の範囲第65項記載の方法。 68.前記ポリメラーゼLにおける前記アミノ酸置換が、JS cp45のTyr942,Leu992 、又はThr1556に対応する位置で生じる請求の範囲第67項記載の方法。 69.前記JS cp45の突然変異が、L,M,N,C,F、又はHNから選択されたP IVタンパク質、又は3’リーダー又はN遺伝子開始配列から選択されたPIV遺伝 子外配列における変化を特定する請求の範囲第65項記載の方法。 70.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド分子 が、突然変異を特定するコドンにおける複数のヌクレオチド置換により安定化さ れる突然変異を組込む請求の範囲第52項記載の方法。 71.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド分子 が、rcp45,rcp45 3'NCMFHN,rcp45 3'NL,rcp45 3'N又はrcp45 Fに存在する、 多くの及び十分な数までの突然変異を組込む請求の範囲第52項記載の方法。 72.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド分子 が、rcp45,rcp45 3'NCMFHN,rcp45 3'NF,rcp45 3'N,rcp45 L,rcp45 F,rcp4 5 M,rcp45 HN又はrcp45 Cから選択されたアンチゲノムcDNAである請求の範囲第 69項記載の方法。 73.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド分子 が、キメラゲノム又はアンチゲノムを形成するために、HPIV1,HPIV2,HPIV3 ,BPIV又はMPIVからの異種配列を組込む請求の範囲第52項記載の方法。 74.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド分子 が、HPIV3配列、及びHPIV1,HPIV2,BPIV又はMPIV配列のキメラである請求の 範囲第73項記載の方法。 75.HN又はF糖タンパク質の遺伝子又は遺伝子セグメントをコードする、HPIV 1又はHPIV2からの異種配列が、HPIV3の対応する遺伝子又は遺伝子セグメント により置換される請求の範囲第74項記載の方法。 76.前記キメラゲノム又はアンチゲノムが1又は複数のts突然変異を組込む請 求の範囲第73項記載の方法。 77.前記キメラゲノム又はアンチゲノムが1又は複数の非−ts弱毒化突然変異 を組込む請求の範囲第73項記載の方法。 78.前記キメラゲノム又はアンチゲノムがJS cp45の1又は複数の突然変異を 組込む請求の範囲第73項記載の方法。 79.前記キメラゲノム又はアンチゲノムが、弱毒化、感温性、低温適合性、小 さなプラークサイズ又は宿主範囲制限が選択された表現型をそれぞれ特定する複 数の突然変異を組込む請求の範囲第73項記載の方法。 80.PIVの弱毒化、感温性、低温適合性、小さなプラークサイズ、宿主範囲制 限又は免疫原性エピトープにおける変化から選択された表現型変更を特定する突 然変異が、1又は複数のカウンターパートPIV1又はPIV2 HN及びF糖タンパク 質遺伝子により置換された、1又は複数のPIV3 HN又はF糖タンパク質遺伝子を 有するゲノム又はアンチゲノムを含んで成るキメラPIVバックグラウンドに組込 まれる請求の範囲第73項記載の方法。 81.JS cp45の1又は複数の突然変異が、カウンターパートPIV1又はPIV2 HN 及びF糖タンパク質遺伝子により置換された両PIV3 HN及びF糖タンパク質遺伝 子を有するゲノム又はアンチゲノムを含んで成るキメラバックグラウンドにおい て組込まれる請求の範囲第80項記載の方法。 82.前記JS cp45の1又は複数の突然変異が、L,M,N,C,F、又はHNか ら選択された1又は複数のPIVタンパク質、又は3’リーダー又はN遺伝子開始 配列から選択されたPIV遺伝子外配列において生じる請求の範囲第81項記載の方 法。 83.前記異種配列が、PIVの弱毒化、感温性、低温適合性、小さ なプラークサイズ、宿主範囲制限、又は免疫原性エピトープにおける変化から選 択された表現型変更を特定する請求の範囲第73項記載の方法。 84.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド分子 が、RSVからの異種配列を組込む請求の範囲第52項記載の方法。 85.前記RSVからの異種配列が、G又はF遺伝子又は遺伝子セグメントである 請求の範囲第84項記載の方法。 86.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチドが麻 疹ウィルスからの異種配列を組込む請求の範囲第52項記載の方法。 87.前記麻疹ウィルスからの異種配列が、HA又はF遺伝子又は遺伝子セグメン トである請求の範囲第86項記載の方法。 88.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド分子 が、 i) p218(131)(配列番号1); ii) p3/7(131)(配列番号14); iii)p3/7(131)2G(配列番号15);又は iv) HPIV1配列、HPIV2配列、BPIV配列又はMPIV配列 から選択された異種PIV配列の導入により、又はPIVの弱毒化、感温性、低温適合 性、小さなプラークサイズ、宿主範囲制限、又は免疫原性エピトープの変化から 選択された表現型変更を特定する、ヌクレオチド挿入、転位、欠失又は置換によ り修飾されている、i)、ii)又はiii)のポリヌクレオチド分子から選択される 請求の範囲第52項記載の方法。 89.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド分子 が、 i) p218(131)(配列番号1); ii) p3/7(131)(配列番号14); iii)p3/7(131)2G(配列番号15);又は iv) HPIV1配列、HPIV2配列、BPIV配列又はMPIV配列 から選択された異種PIV配列の導入により、又はPIVの弱毒化、感温性、低温適合 性、小さなプラークサイズ、宿主範囲制限、又は免疫原性エピトープの変化から 選択された表現型変更を特定する前記異種PIV配列の前記導入とは異なる、ヌク レオチド挿入、転位、欠失又は置換により修飾されている、i)、ii)又はiii) のポリヌクレオチド分子から選択される請求の範囲第52項記載の方法。 90.前記PIVゲノム又はアンチゲノムをコードする前記ポリヌクレオチド分子 が、哺乳類宿主において保護免疫応答を誘発することができる、サイトカイン、 T−ヘルパーエピトープ、制限部位マーカー、又は微生物病原体のタンパク質か ら選択された非−PIV分子をコードするよう修飾される請求の範囲第52項記載の 方法。 91.組換えPIVゲノム又はアンチゲノム、Nタンパク質、Pタンパク質、及び Lタンパク質を含んで成る単離された感染性PIV粒子。 92.サブウィルス粒子である請求の範囲第91項記載の単離された感染性PIV粒 子。 93.ウィルスである請求の範囲第91項記載の単離された感染性PIV粒子。 94.前記組換えPIVゲノム又はアンチゲノムがRSV又は麻疹ウィルスからの異種 配列を組込む請求の範囲第91項記載の単離された感染性PIV粒子。 95.前記組換えPIVゲノム又はアンチゲノムがcDNAである請求の範囲第91項記 載の単離された感染性PIV粒子。 96.ヒトPIVである請求の範囲第91項記載の単離された感染性PIV粒子。 97.前記組換えPIVゲノム又はアンチゲノムが、HPIV1,HPIV2,HPIV3,BPI V、又はMPIV配列から選択された異種PIV配列のキメラである請求の範囲第91項記 載の単離された感染性PIV粒子。 98.前記組換えPIVゲノム又はアンチゲノムが、 i) p218(131)(配列番号1); ii) p3/7(131)(配列番号14); iii)p3/7(131)2G(配列番号15);又は iv) HPIV1配列、HPIV2配列、BPIV配列又はMPIV配列 から選択された異種PIV配列の導入により、又はPIVの弱毒化、感温性、低温適合 性、小さなプラークサイズ、宿主範囲制限、又は免疫原性エピトープの変化から 選択された表現型変更を特定する、ヌクレオチド挿入、転位、欠失又は置換によ り修飾されている、i)、ii)又はiii)のゲノム又はアンチゲノムから選択され る請求の範囲第91項記載の単離された感染性PIV粒子。 99.前記組換えPIVゲノム又はアンチゲノムが、 i) p218(131)(配列番号1); ii) p3/7(131)(配列番号14); iii)p3/7(131)2G(配列番号15);又は iv) HPIV1配列、HPIV2配列、BPIV配列又はMPIV配列 から選択された異種PIV配列の導入により、又はPIVの弱毒化、感温性、低温適合 性、小さなプラークサイズ、宿主範囲制限、又は免疫原性エピトープの変化から 選択された表現型変更を特定する前記異種PIV配列の前記導入とは異なる、ヌク レオチド挿入、転位、欠失又は置換により修飾されている、i)、ii)又はiii) のゲノム又はアンチゲノムから選択される請求の範囲第91項記載の単離された 感染性PIV粒子。 100.前記カウンターパート遺伝子又は遺伝子セグメントが、HPIV1又はHPIV 2のHN又はF糖タンパク質遺伝子の遺伝子又は遺伝子セグメントである請求の範 囲第91項記載の単離された感染性PIV粒子。 101.前記組換えPIVゲノム又はアンチゲノムがRSV又は麻疹ウィルスからの異 種配列を組込む請求の範囲第91項記載の単離された感染性PIV粒子。 102.前記組換えPIVゲノム又はアンチゲノムが、PIVの弱毒化、感温性、低温 適合性、小さなプラークサイズ、宿主範囲制限、又は免疫原性エピトープにおけ る変化から選択された表現型変更をコードする、ヌクレオチド挿入、転位、欠失 又は置換により修飾される請求の範囲第91項記載の単離された感染性PIV粒子。 103.前記組換えPIVゲノム又はアンチゲノムが、複数のts突然変異を組込む請 求の範囲第91項記載の単離された感染性PIV粒子。 104.前記組換えPIVゲノム又はアンチゲノムが、複数の非−ts弱毒化突然変異 を組込む請求の範囲第91項記載の単離された感染性PIV粒子。 105.前記組換えPIVゲノム又はアンチゲノムが、JS cp45の少なくとも1つの 突然変異を組込む請求の範囲第91項記載の単離された感染性PIV粒子。 106.前記JS cp45の突然変異が、前記ポリメラーゼ Lタンパク質におけるア ミノ酸置換を特定する請求の範囲第105項記載の単離された感染性PIV粒子。 107.前記キメラゲノム又はアンチゲノムが、1又は複数のts突然変異を組込 む請求の範囲第97項記載の単離された感染性PIV粒子。 108.前記キメラゲノム又はアンチゲノムが、1又は複数の非−ts弱毒化突然 変異を仕込む請求の範囲第97項記載の単離された感染性PIV粒子。 109.前記キメラゲノム又はアンチゲノムが、JS cp45の1又は複数の突然変異 を組込む請求の範囲第97項記載の単離された感染性PIV粒子。 110.前記キメラゲノム又はアンチゲノムが、弱毒化、感温性、低温適合性、 小さなプラークサイズ、又は宿主範囲制限から選択された表現型をそれぞれ特定 する複数の突然変異を組込む請求の範囲第109項記載の単離された感染性PIV粒子 。 111.前記キメラゲノム又はアンチゲノムが、rcp45,rcp45 3'NCMFHN,rcp45 3'NL,rcp45 3'N、又はrcp45 Fに存在する、少なくとも1つの及び十分な数まで の突然変異を組込む請求の範囲第109項記載の単離された感染性PIV粒子。 112.PIVの弱毒化、感温性、低温適合体、小さなプラークサイズ、宿主範囲制 限又は免疫原性エピトープにおける変化から選択された表現型変更を特定する突 然変異が、1又は複数のカウンターパートPIV1又はPIV2HN及びF糖タンパク質 遺伝子により置換された、1又は複数のPIV3 HN又はF糖タンパク質遺伝子を有 するゲノム又はアンチゲノムを含んで成るキメラPIVバックグラウンドに組込ま れる請求の範囲第91項記載の単離された感染性PIV粒子。 113.JS cp45の1又は複数の突然変異が、前記キメラバックグラウンドにおい て組込まれる請求の範囲第112項記載の単離された感染性PIV粒子。 114.前記JS cp45の1又は複数の突然変異が、L,M,N,C,F、又はHNか ら選択された1又は複数のPIVタンパク質において、又は3’リーダー又はN− 遺伝子開始配列から選択されたPIV遺 伝子外配列において生じる請求の範囲第113項記載の単離された感染性PIV粒子。 115.前記組換えPIVゲノム又はアンチゲノムが、哺乳類宿主において保護免疫 応答を誘発することができる、サイトカイン、T−ヘルパーエピトープ;制限部 位マーカー、又は微生物病原体のタンパク質から選択された非−PIV分子をコー ドするよう修飾される請求の範囲第91項記載の単離された感染性PIV粒子。 116.哺乳類宿主において、RSVに対して保護免疫性を誘発するRSV抗原又はエ ピトープをさらに含んで成る請求の範囲第91項記載の単離された感染性PIV粒子 。 117.r942,r992,r1558,r942/992,r992/1558,r942/1558、又はr942 /992/1558,rcp45 3'N,rcp45 C,rcp45 M,rcp45 F,rcp45 HN,rcp45L,rcp 45 3'NL,rcp45 3'NCMFHN、及びrcp45から選択される請求の範囲第91項記載の単 離された感染性PIV粒子。 118.医薬的に許容できるキャリヤーに、組換えPIVゲノム又はアンチゲノム、 Nタンパク質、Pタンパク質及びLタンパク質を含んで成る感染性PIV粒子の免 疫原的有効量を含んで成る免疫原組成物。 119.前記感染性PIV粒子が、サブウィルス粒子である請求の範囲第118項記載 の免疫原組成物。 120.前記感染性PIV粒子がウィルスである請求の範囲第118項記載の免疫原組 成物。 121.前記組換えPIVゲノム又はアンチゲノムが、RSV又は麻疹ウィルスからの 異種配列を組込む請求の範囲第118項記載の免疫原組成物。 122.前記組換えPIVゲノム又はアンチゲノムが、感染性キメラ PIV粒子を形成するために、HPIV1,HPIV2,HPIV3、BPIV、又はMPIV配列から 選択された異種PIV配列のキメラである請求の範囲第118項記載の免疫原組成物。 123.前記組換えPIVゲノム又はアンチゲノムがヒトPIVをコードし、ここで遺 伝子又は遺伝子セグメントが異種PIVからのカウンターパート遺伝子又は遺伝子 セグメントにより置換される請求の範囲第118項記載の免疫原組成物。 124.HPIV1の1又は両HN及びF糖タンパク質遺伝子が、前記感染性キメラPIV 粒子を形成するために、HPIV3のHN及びF糖タンパク質遺伝子により置換される 請求の範囲第123項記載の免疫原組成物。 125.前記感染性キメラPIV粒子の組換えPIVゲノム又はアンチゲノムが、PIVの 弱毒化、感温性、低温適合性、、小さなプラークサイズ、宿主範囲制限、又は免 疫原性エピトープにおける変化から選択された表現型変更をコードする、ヌクレ オチド挿入、転位、欠失又は置換により修飾される請求の範囲第123項記載の免 疫原組成物。 126.前記組換えPIVゲノム又はアンチゲノムが、弱毒化された感染性キメラPI V粒子を形成するために、ts及び非−ts弱毒化突然変異から選択された複数の突 然変異を組込む請求の範囲第125項記載の免疫原組成物。 127.前記組換えPIVゲノム又はアンチゲノムが、JS cp45の突然変異を組込む 請求の範囲第118項記載の免疫原組成物。 128.前記組換えPIVゲノム又はアンチゲノムが、JS cp45の複数の突然変異を 組込む請求の範囲第118項記載の免疫原組成物。
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