JP2009034061A - Method for identification of influenza a virus strain having strong infectiousness to human body - Google Patents

Method for identification of influenza a virus strain having strong infectiousness to human body Download PDF

Info

Publication number
JP2009034061A
JP2009034061A JP2007202391A JP2007202391A JP2009034061A JP 2009034061 A JP2009034061 A JP 2009034061A JP 2007202391 A JP2007202391 A JP 2007202391A JP 2007202391 A JP2007202391 A JP 2007202391A JP 2009034061 A JP2009034061 A JP 2009034061A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
virus
influenza
protein
deletion
sialic acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007202391A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Suzuki
康夫 鈴木
Chotan Kaku
潮潭 郭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
Japan Science and Technology Agency
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Science and Technology Agency filed Critical Japan Science and Technology Agency
Priority to JP2007202391A priority Critical patent/JP2009034061A/en
Publication of JP2009034061A publication Critical patent/JP2009034061A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for easily and quickly identifying an influenza A virus strain having high infectiousness to human body, and a phylactic agent for human against influenza A virus by lowering the infectiousness of influenza A virus to human body. <P>SOLUTION: An influenza A virus strain having high infectiousness to human body is identified by a step to analyze the presence of the glycosylation of the 158th position of a hemagglutinin protein of an influenza A virus, a step to analyze the presence of the deletion at the stem of the neuraminidase protein of an influenza A virus and, when there is no glycosilation at the 158th position of the hemagglutinin protein of the influenza A virus and no deletion at the stem of the neuraminidase protein, a step to judge the strain as the influenza A virus strain having high binding activity to a sugar chain having a sialyl α2,6 galactose bond at the terminal. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、α2,6シアリルパラグロボシドへの結合活性の高いA型インフルエンザウイルス株の同定方法や、ヒトへの感染力の強いA型インフルエンザウイルス株の同定方法や、A型インフルエンザウイルスに対するヒト感染防除剤に関する。   The present invention relates to a method for identifying an influenza A virus strain having high binding activity to α2,6 sialylparagloboside, a method for identifying an influenza A virus strain having strong infectivity to humans, and a human against influenza A virus. It relates to an infection control agent.

インフルエンザウイルス感染症は、毎年冬季に流行する感染症であり、特に老人や乳幼児において発症すると、命にかかわる重篤な症状を引き起こす場合がある。また、近年では、高病原性H5N1型トリインフルエンザウイルスのヒトへの感染が確認されつつあり、世界的な問題となっている。H5N1型トリインフルエンザウイルスがヒトに感染すると、有効な治療を感染初期に施さない限り、老人や乳幼児以外の成人の場合であっても高い致死率を示す。WHOのウェブサイトによれば、2004年以降、H5N1型トリインフルエンザウイルスのヒトへの感染は、12カ国で計317件確認され、191人が死亡したとされる(2007年6月29日現在)。H5N1型トリインフルエンザウイルスは、既にアジア、ヨーロッパ、アフリカ及び中東の家禽に定着し、ヒトでの世界的な流行へつながる危険性をはらんでいる。   Influenza virus infection is an infectious disease that is prevalent every winter, and when it occurs in the elderly and infants in particular, it can cause serious life-threatening symptoms. In recent years, infection of humans with highly pathogenic H5N1 avian influenza virus has been confirmed, which is a global problem. When an H5N1 avian influenza virus infects humans, a high mortality rate is exhibited even in adults other than the elderly and infants unless effective treatment is given at the early stage of infection. According to the WHO website, since 2004, a total of 317 human infections with H5N1 avian influenza virus have been confirmed in 12 countries, and 191 people have died (as of June 29, 2007). . The H5N1 avian influenza virus has already become established in poultry in Asia, Europe, Africa and the Middle East, posing a risk of leading to a global epidemic in humans.

インフルエンザウイルスはヒトのみならず、ブタ、ウマ、家禽、そして野生の鳥類など様々な動物から分離される。疫学的及び分子遺伝学的研究から、哺乳動物から分離されるインフルエンザウイルスは、もともとは野生の鳥類(特にカモなどの水禽類)に由来することがこれまでに判明している。しかし、一般的なトリインフルエンザは、通常そのままではヒトでは増殖せず、一般的なヒトインフルエンザも、通常そのままでは鳥類では増殖しない。すなわち、これらのインフルエンザウイルスの宿主域には基本的には制限がある。したがって、家禽からヒトへの感染は依然として非効率的であり、家禽からヒトへ感染したウイルスがそのままさらにヒトへと感染することは基本的には稀といえる。このことは、H5N1型トリインフルエンザウイルスについてもあてはまる(非特許文献1)。   Influenza viruses are isolated not only from humans but also from various animals such as pigs, horses, poultry, and wild birds. Epidemiological and molecular genetic studies have shown that influenza viruses isolated from mammals originally originated from wild birds (especially water fowls such as ducks). However, general avian influenza does not normally grow in humans as it is, and general human influenza does not normally grow in birds as it is. That is, there is basically a limitation on the host range of these influenza viruses. Therefore, infection from poultry to humans is still inefficient, and it can be said that it is basically rare that a virus transmitted from poultry to humans is further transmitted to humans. This also applies to the H5N1 avian influenza virus (Non-patent Document 1).

前述したようなインフルエンザウイルスの種間の感染障壁、すなわち、インフルエンザウイルスの宿主細胞に対する結合特異性の重要な要素として、例えば、一次及び二次受容体結合部位(RBS)(非特許文献2)を含むヘマグルチニン(HA)におけるRBSの活性や特異性(非特許文献3、4)、ノイラミニダーゼ(NA)のシアリダーゼ活性や特異性(非特許文献5〜7)、宿主細胞表面上のシアル酸の分子種や複合糖質の末端シアル酸−Gal結合(非特許文献8〜10)が挙げられる。HA1及びHA2でペプチドを結合する複数の塩基性アミノ酸は、高病原性H5N1型トリインフルエンザウイルスのHAのトリプシン様酵素による切断に対する脆弱性を高める(非特許文献11)一方で、RBSを構成するアミノ酸残基にそれほどの違いはない。   As an important factor of the infection barrier between influenza virus species as described above, that is, the binding specificity of influenza virus to host cells, for example, primary and secondary receptor binding sites (RBS) (Non-patent Document 2) are used. RBS activity and specificity in hemagglutinin (HA) containing (Non-patent Documents 3 and 4), sialidase activity and specificity of neuraminidase (NA) (Non-patent Documents 5 to 7), molecular species of sialic acid on the host cell surface And terminal sialic acid-Gal bond (non-patent documents 8 to 10) of complex carbohydrates. A plurality of basic amino acids that bind peptides with HA1 and HA2 increase the vulnerability to cleavage of highly pathogenic H5N1 avian influenza virus HA by trypsin-like enzyme (Non-patent Document 11), while amino acids constituting RBS There is not much difference in the residues.

トリとヒトの間の感染障壁に関してより具体的にいえば、トリインフルエンザウイルスのほとんどは、通常、ガラクト−スとα2,3結合したシアル酸(SAα2,3Gal)を糖鎖末端にもつ受容体(トリ型受容体)に選択的に結合するのに対し、ヒトインフルエンザウイルスのほとんどは、通常、ガラクト−スとα2,6結合したシアル酸(SAα2,6Gal)を糖鎖末端にもつ受容体(ヒト型受容体)に選択的に結合することが知られる(非特許文献8)。そのため、α2,3結合したシアル酸(α2,3シアル酸)からα2,6結合したシアル酸(α2,6シアル酸)への受容体特異性の転換は、トリウイルスのヒト宿主への適応にとって、決定的なステップの一つである(非特許文献9等)。   More specifically, with regard to the infection barrier between birds and humans, most avian influenza viruses usually have receptors with galactose and α2,3-linked sialic acid (SAα2,3Gal) at the end of the sugar chain ( In contrast to the selective binding to the avian receptor, most human influenza viruses usually have a galactose and α2,6-linked sialic acid (SAα2,6Gal) at the sugar chain end (human) It is known to selectively bind to a type receptor (Non-patent Document 8). Therefore, the conversion of the receptor specificity from α2,3-linked sialic acid (α2,3-sialic acid) to α2,6-linked sialic acid (α2,6-sialic acid) is important for adaptation of avian viruses to human hosts. This is one of the decisive steps (Non-Patent Document 9, etc.).

シアル酸 (sialic acid) とは、9炭糖であるノイラミン酸 (neuraminic acid) のアミノ基やヒドロキシ基が置換された物質の総称であり、5位がアセチル化されたN−アセチルノイラミン酸 (Neu5Ac) や、グリコール酸で修飾されたN−グライコリルノイラミン酸 (Neu5Gc)がよく知られている。シアル酸は、糖タンパク質、糖脂質、糖ペプチド等の複合糖質の構成成分として生体内に広く分布しており、特に細胞膜表面に存在して、細胞の特異的認識機構に大きな役割を果たしているといわれている。置換基としてのシアル酸残基の種類は、代謝酵素、特にシアリダーゼの活性に対して強く影響し、複合糖質の転換率に影響する。複合糖質は、多種多様な細胞機能に関わっており、例えば、生体器官の表面に存在する複合糖質における酸性分子によって、生体器官の表面は酵素による攻撃や免疫学的な攻撃から保護される。しかし一方では、生体器官の表面の複合糖質は、様々な生理学的な受容体となって、ウイルスを含む微生物や毒素の認識部位ともなり、その感染を許すことにもつながる。多くのウイルス、特にインフルエンザウイルスは、細胞に感染する際にシアル酸残基に結合することが知られている。   Sialic acid is a general term for substances in which the amino group or hydroxy group of neuraminic acid, a 9-carbon sugar, is substituted. N-acetylneuraminic acid (acetylated at the 5-position ( Neu5Ac) and N-glycolylneuraminic acid (Neu5Gc) modified with glycolic acid are well known. Sialic acid is widely distributed in the body as a component of glycoconjugates such as glycoproteins, glycolipids, glycopeptides, etc., and is especially present on the cell membrane surface and plays a major role in the specific recognition mechanism of cells. It is said that. The type of sialic acid residue as a substituent strongly affects the activity of metabolic enzymes, particularly sialidase, and affects the conversion rate of glycoconjugates. Complex carbohydrates are involved in a wide variety of cellular functions, for example, the surface of biological organs is protected from enzymatic and immunological attacks by acidic molecules in complex carbohydrates present on the surface of biological organs. . However, on the other hand, glycoconjugates on the surface of living organs become various physiological receptors, become recognition sites for microorganisms and toxins including viruses, and allow infection. Many viruses, particularly influenza viruses, are known to bind to sialic acid residues when infecting cells.

一方、インフルエンザウイルス感染においては、インフルエンザウイルスのウイルス膜抗原であるヘマグルチニン(HA)と、レセプター破壊酵素であるノイラミニダーゼ(NA)活性とバランスが重要であることが知られている(非特許文献12〜15)。インフルエンザウイルスの流行の型の変異は、HAやNAの変異に起因し、HA亜型(H1−H15)やNA亜型(N1−N9)のすべては野生水鳥の世界に貯留されている。   On the other hand, in influenza virus infection, it is known that hemagglutinin (HA), which is a viral membrane antigen of influenza virus, and neuraminidase (NA) activity, which is a receptor disrupting enzyme, are important (Non-patent Documents 12- 15). Influenza virus epidemic mutations are due to HA and NA mutations, and all of the HA subtypes (H1-H15) and NA subtypes (N1-N9) are stored in the wild waterfowl world.

本発明者らは、これまでに、インフルエンザウイルスのHAを認識する宿主細胞受容体の化学構造を明らかにしてきた。その結果、ヒト、ブタ、トリ、ウマから分離されるインフルエンザA型ウイルス及びヒトインフルエンザB型ウイルスは、いずれも共通してシアル酸(Sia)を含む糖鎖を特異的に認識結合すること、特に、シアリルラクト系I型糖鎖(SAα2-6(2-3)Galβ1-3GlcNAcβ1-)又はシアリルラクト系II型糖鎖(SAα2-6(2-3)Galβ1-4GlcNAcβ1-)と強く結合することを明らかにし、A、B型ウイルスHAの分子進化は、受容体シアロ糖鎖末端のシアル酸結合様式(SA2-3Gal, SA2-6Gal)とシアル酸分子種(Neu5Ac, Neu5Gc)の認識の変化として現れることを見出した。さらに、A型インフルエンザウイルスHA遺伝子の1塩基置換(すなわち、Leu226→Gln又はSer228→Glyの1アミノ酸置換)により、宿主域が変わり得ること、トリウイルスがヒトへ伝播する際にブタが中間宿主となること、自然宿主であるカモのインフルエンザウイルスが家禽類に伝播し、それが家禽宿主動物の間で循環している間に、宿主動物の受容体糖鎖による進化上の選択を受け、HA分子内のアミノ酸置換が起こり、その置換がヒト型受容体認識特異性を持った場合、ブタを介さないで直接ヒトへ伝播する可能性などを明らかにした(非特許文献9、16)。   The present inventors have previously clarified the chemical structure of a host cell receptor that recognizes influenza virus HA. As a result, influenza A virus and human influenza B virus isolated from humans, pigs, birds, and horses both specifically recognize and bind sugar chains containing sialic acid (Sia), It strongly binds to sialyllacto-type I sugar chains (SAα2-6 (2-3) Galβ1-3GlcNAcβ1-) or sialyllacto-type II sugar chains (SAα2-6 (2-3) Galβ1-4GlcNAcβ1-) Clearly, the molecular evolution of A and B virus HA appears as a change in the recognition of the sialic acid binding mode (SA2-3Gal, SA2-6Gal) and the sialic acid molecular species (Neu5Ac, Neu5Gc) at the end of the receptor sialo-sugar chain I found out. Furthermore, a single base substitution of influenza A virus HA gene (ie, a single amino acid substitution of Leu226 → Gln or Ser228 → Gly) can change the host range, and when an avian virus is transmitted to humans, swine While the natural host duck influenza virus is transmitted to poultry and circulates among the poultry host animals, it undergoes evolutionary selection by the host animal's receptor sugar chain, and the HA molecule In the case where the amino acid substitution of the above occurred, and the substitution had human-type receptor recognition specificity, the possibility of direct transmission to humans without passing through swine was clarified (Non-Patent Documents 9 and 16).

本発明者らはさらに、トリインフルエンザウイルスNAとヒトインフルエンザウイルスのNAはわずか2つのアミノ酸置換により、酸性pHでの安定性が異なることを見出し、NAがウイルスの病原性、宿主域、世界流行(パンデミック)に深く関係することを明らかにしている (非特許文献16、17)。   The present inventors further found that the avian influenza virus NA and the human influenza virus NA differ in stability at acidic pH by only two amino acid substitutions, and NA is a virus pathogenicity, host range, pandemic ( It is clarified that it is deeply related to pandemic (Non-Patent Documents 16 and 17).

N. Engl. J. Med. 352, 333-340 (2005)N. Engl. J. Med. 352, 333-340 (2005) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89, 324-328 (1992)Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89, 324-328 (1992) Nature 289, 366-373 (1981)Nature 289, 366-373 (1981) Nature 333, 426-431 (1988)Nature 333, 426-431 (1988) J. Virol. 79, 11705-11715 (2005)J. Virol. 79, 11705-11715 (2005) J. Virol. 73, 6743-6751 (1999)J. Virol. 73, 6743-6751 (1999) J. Virol. 78, 12665-12667 (2004)J. Virol. 78, 12665-12667 (2004) Biol. Pharm. Bull. 28, 399-408 (2005)Biol. Pharm. Bull. 28, 399-408 (2005) J. Virol. 74, 11825-11831 (2000)J. Virol. 74, 11825-11831 (2000) J. Virol. 71, 3357-3362(1997)J. Virol. 71, 3357-3362 (1997) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85, 324-328 (1988)Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85, 324-328 (1988) J. Virol. 74, 6015-6020 (2000)J. Virol. 74, 6015-6020 (2000) Virus Res. 79, 177-85 (2001)Virus Res. 79, 177-85 (2001) Rev. Med. Virol. 12, 159-166 (2002)Rev. Med. Virol. 12, 159-166 (2002) Virology 339, 12-20 (2005)Virology 339, 12-20 (2005) 生化学 76, 227-233 (2004)Biochemistry 76, 227-233 (2004) FEBS LETT. 557, 228-232 (2004)FEBS LETT. 557, 228-232 (2004)

従来技術でも述べたように、例えばA型インフルエンザの1種であるH5N1型トリインフルエンザウイルスなどのトリ由来のインフルエンザウイルスが、変異によりヒトへの高い感染力を獲得した場合、対策の若干の遅れにより感染が少しでも拡大してしまえば、二次感染の広がりを止めるのはきわめて困難な状況となり、ヒトでの大流行(パンデミック)が発生する危険性が高い。ヒトでの大流行を阻止するには、ヒトの感染者がきわめて少ない段階で、そのインフルエンザウイルス株がヒトへの感染力の強い株かどうかを簡便かつ迅速に同定し、ヒトへの感染力の強い株であると同定された場合は、感染者の移動制限や隔離を厳格に行い、二次感染の防止に最大限の注意を払うことがきわめて重要となる。本発明の課題は、ヒトへの感染力の強いA型インフルエンザウイルス株を簡便かつ迅速に同定する方法や、A型インフルエンザウイルスのヒトへの感染力を低下させることによる、A型インフルエンザウイルスに対するヒト感染防除剤を提供することにある。   As described in the prior art, for example, when an avian-derived influenza virus such as H5N1 avian influenza virus, which is a type of influenza A, has acquired high infectivity to humans due to mutation, due to a slight delay in measures If the infection spreads even a little, it becomes extremely difficult to stop the spread of the secondary infection, and there is a high risk that a pandemic will occur in humans. In order to stop the epidemic in humans, when the number of human infections is very small, it is easy and quick to identify whether the influenza virus strain is a strong human infectious strain. If identified as a strong strain, it is critical to strictly limit the movement and isolation of infected individuals and to take maximum care to prevent secondary infections. An object of the present invention is to provide a method for easily and quickly identifying an influenza A virus strain having a strong infectivity to humans, and a human against influenza A virus by reducing the infectivity of influenza A virus to humans. It is to provide an infection control agent.

これまで、α2,6シアル酸やα2,3シアル酸などの受容体に対するインフルエンザウイルスの結合活性を測定するアッセイは、ノイラミニダーゼタンパク質の活性が低下する4℃条件下などの条件下で行われていた。というのも、ノイラミニダーゼは、宿主細胞からウイルス粒子が出芽又は遊離する際に、自らのシアル酸残基又は宿主細胞受容体のシアル酸残基を切断する酵素として知られているため、α2,6シアル酸やα2,3シアル酸などの受容体に対するインフルエンザウイルスの結合活性を調べる際にはむしろ実験結果のノイズとなると考えられていたからである。本発明者らは、このような当業者の常識を覆し、ノイラミニダーゼタンパク質の活性に適した温度条件下(例えば37℃)で、α2,6シアル酸やα2,3シアル酸などの受容体に対するインフルエンザウイルスの結合アッセイを試み、その結果、A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の158位がグリコシル化されておらず、かつ、A型インフルエンザウイルスのノイラミニダーゼタンパク質の幹部が欠失を有していないと、かかるA型インフルエンザウイルス株は、α2,6シアル酸に対する結合活性が高く、ヒトへの感染力の強いことを見出し、本発明を完成するに至った。   Until now, assays for measuring influenza virus binding activity to receptors such as α2,6-sialic acid and α2,3-sialic acid have been performed under conditions such as 4 ° C. where neuraminidase protein activity decreases. . This is because neuraminidase is known as an enzyme that cleaves its own sialic acid residue or sialic acid residue of a host cell receptor when virus particles budding or releasing from the host cell. This is because, when investigating the binding activity of influenza virus to receptors such as sialic acid and α2,3 sialic acid, it was thought to be a noise of experimental results. The present inventors have overturned the common knowledge of those skilled in the art, and influenza against receptors such as α2,6 sialic acid and α2,3 sialic acid under a temperature condition suitable for the activity of neuraminidase protein (eg, 37 ° C.). A virus binding assay was attempted, which resulted in the absence of glycosylation at position 158 of the influenza A virus hemagglutinin protein and the absence of a deletion of the influenza A neuraminidase protein stem The influenza A virus strain was found to have high binding activity to α2,6 sialic acid and strong infectivity to humans, and the present invention was completed.

すなわち本発明は、(1)以下の工程(a1),(a2)及び(b)を有することを特徴とする、シアリルα2,6ガラクトース結合を末端に持つ糖鎖への結合活性の高いA型インフルエンザウイルス株の同定方法;A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の158位のグリコシル化の有無を分析する工程(a1)、A型インフルエンザウイルスのノイラミニダーゼタンパク質の幹部における欠失の有無を分析する工程(a2)、A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の158位でグリコシル化されておらず、かつ、ノイラミニダーゼタンパク質の幹部における欠失がない場合、シアリルα2,6ガラクトース結合を末端に持つ糖鎖への結合活性の高いA型インフルエンザウイルス株と判定する工程(b)や、(2)ノイラミニダーゼタンパク質の幹部における欠失が、ノイラミニダーゼタンパク質の幹部における20アミノ酸の欠失であることを特徴とする上記(1)記載の同定方法や、(3)A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の227位がアスパラギン(Asn)又はアルギニン(Arg)であるかを分析する工程(a3)をさらに有することを特徴とする上記(1)又は(2)記載の同定方法や、(4)A型インフルエンザウイルスが、H5N1型インフルエンザウイルスであることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の同定方法に関する。   That is, the present invention is (1) type A having high binding activity to a sugar chain having a sialyl α2,6 galactose bond at the end, which comprises the following steps (a1), (a2) and (b): Method for identifying influenza virus strain; analyzing the presence or absence of glycosylation at position 158 of the hemagglutinin protein of influenza A virus (a1), analyzing the presence or absence of deletion in the trunk of neuraminidase protein of influenza A virus (a2) ), When it is not glycosylated at position 158 of the hemagglutinin protein of influenza A virus and there is no deletion in the trunk of the neuraminidase protein, the binding activity to the sugar chain having a sialyl α2,6 galactose bond at the end Step (b) for determining a high influenza A virus strain (2) The identification method according to (1) above, wherein the deletion in the trunk of neuraminidase protein is a deletion of 20 amino acids in the trunk of neuraminidase protein, and (3) hemagglutinin of influenza A virus The identification method according to the above (1) or (2), further comprising a step (a3) of analyzing whether the position 227 of the protein is asparagine (Asn) or arginine (Arg); The influenza virus is an H5N1 influenza virus, and relates to the identification method according to any one of (1) to (3) above.

また本発明は、(5)以下の工程(a1),(a2)及び(b)を有することを特徴とする、ヒトへの感染力の強いA型インフルエンザウイルス株の同定方法;A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の158位のグリコシル化の有無を分析する工程(a1)、A型インフルエンザウイルスのノイラミニダーゼタンパク質の幹部における欠失の有無を分析する工程(a2)、A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の158位でグリコシル化されておらず、かつ、ノイラミニダーゼタンパク質の幹部における欠失がない場合、ヒトへの感染力の強いA型インフルエンザウイルス株と判定する工程(b)や、(6)ノイラミニダーゼタンパク質の幹部における欠失が、ノイラミニダーゼタンパク質の幹部における20アミノ酸の欠失であることを特徴とする上記(5)記載の同定方法や、(7)A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の227位がアスパラギン(Asn)又はアルギニン(Arg)であるかを分析する工程(a3)をさらに有することを特徴とする上記(5)又は(6)記載の同定方法や、(8)A型インフルエンザウイルスが、H5N1型インフルエンザウイルスであることを特徴とする上記(5)〜(7)のいずれかに記載の同定方法に関する。   The present invention also includes (5) a method for identifying an influenza A virus strain having strong infectivity to humans, comprising the following steps (a1), (a2) and (b); Analyzing the presence or absence of glycosylation at position 158 of the hemagglutinin protein of (a1), analyzing the presence or absence of deletion in the trunk of the neuraminidase protein of influenza A virus (a2), 158 of the hemagglutinin protein of influenza A virus (B) a step of determining a strain of influenza A virus having a strong infectivity to humans when there is no deletion in the trunk of neuraminidase protein and (6) the trunk of neuraminidase protein Deletion in the neuraminidase protein executive The identification method according to (5) above, wherein (20) the hemagglutinin protein of influenza A virus is at position 227 is asparagine (Asn) or arginine (Arg). (5) The identification method according to (5) or (6), further comprising a step (a3) for analysis, or (8) the influenza A virus is an H5N1 influenza virus It relates to the identification method according to any one of 5) to (7).

さらに本発明は、(9)A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の158位のグリコシル化活性組成物を含有することを特徴とする、A型インフルエンザウイルスに対するヒト感染防除剤やに関する。   Furthermore, the present invention relates to (9) an agent for controlling human infection against influenza A virus, which comprises a glycosylation active composition at position 158 of the hemagglutinin protein of influenza A virus.

本発明のヒトへの感染力の強いA型インフルエンザウイルス株の同定方法によれば、単離・検出されたA型インフルエンザウイルス(トリインフルエンザウイルス)株がヒトへの感染力の強い株であるかどうかを簡便かつ迅速に同定し得るため、単離・検出されたトリインフルエンザウイルス株がヒトで実際に流行する前の段階で、ヒトで流行し得るのかどうかや、ヒトで流行するとした場合、どの程度流行し得るのかをあらかじめ予測することができ、インフルエンザ・パンデミックの予知に応用することができる。また、前述の同定結果に基づいて、感染者の移動制限や隔離の程度等を適切に設定することができるため、感染者を必要以上に拘束することなどの人権侵害や、トリインフルエンザのヒトでの大流行を回避することが可能となる。   According to the method for identifying an influenza A virus strain having strong infectivity to humans according to the present invention, is the isolated and detected influenza A virus (avian influenza virus) strain a strain having strong infectivity to humans? In order to be able to easily and quickly identify whether or not an avian influenza virus strain that has been isolated and detected can be prevalent in humans, and if it is prevalent in humans, It can be predicted in advance whether it can be prevalent, and can be applied to the prediction of influenza pandemic. In addition, based on the above-mentioned identification results, it is possible to appropriately set restrictions on the movement and isolation of infected persons, so human rights violations such as restraining infected persons more than necessary, and humans with avian flu Can be avoided.

本発明のシアリルα2,6ガラクトース結合を末端に持つ糖鎖(例えば、α2,6シアリルパラグロボシド)への結合活性の高いA型インフルエンザウイルス株の同定方法や、本発明のヒトへの感染力の強いA型インフルエンザウイルス株の同定方法(以下、併せて「本発明の同定方法」ともいう。)としては、A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の158位のグリコシル化の有無を分析する工程(a1)、A型インフルエンザウイルスのノイラミニダーゼタンパク質の幹部における欠失の有無を分析する工程(a2)、及びA型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の158位でグリコシル化されておらず、かつ、ノイラミニダーゼタンパク質の幹部における欠失がない場合、α2,6シアリルパラグロボシドへの結合活性の高いA型インフルエンザウイルス株と判定する工程(b)を有する同定方法であれば特に制限されず、上記A型インフルエンザウイルスとして具体的には、H5N1型インフルエンザウイルスを好適に例示することができる。なお、本願明細書におけるヘマグルチニンタンパク質やノイラミニダーゼタンパク質のアミノ酸番号は、慣行にしたがい、H3型インフルエンザウイルスにおけるヘマグルチニンタンパク質やノイラミニダーゼタンパク質のアミノ酸番号に換算した数値である。それらのタンパク質のアミノ酸番号の換算は、後述のインフルエンザウイルスのデータベースを利用して配列を比較することにより容易に行うことができる。   A method for identifying an influenza A virus strain having a high binding activity to a sugar chain having a sialyl α2,6 galactose bond at the end thereof (for example, α2,6 sialylparagloboside) of the present invention, Is a method for analyzing the presence or absence of glycosylation at position 158 of the hemagglutinin protein of influenza A virus (a1). ), Analyzing the presence or absence of a deletion in the trunk of the neuraminidase protein of influenza A virus (a2), and in the trunk of the neuraminidase protein that is not glycosylated at position 158 of the hemagglutinin protein of influenza A virus When there is no deletion, α2,6 sialylparagro The identification method is not particularly limited as long as it has the step (b) of determining that it is a type A influenza virus strain having a high activity for binding to sid. Specifically, the type A influenza virus is preferably exemplified by H5N1 type influenza virus. can do. In addition, the amino acid number of hemagglutinin protein and neuraminidase protein in this specification is a numerical value converted into the amino acid number of hemagglutinin protein and neuraminidase protein in H3 type influenza virus according to practice. Conversion of the amino acid numbers of these proteins can be easily performed by comparing sequences using the influenza virus database described below.

本発明の同定方法の工程(a1)におけるA型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の158位のグリコシル化の有無は、具体的には、A型インフルエンザウイルスのHAタンパク質の158〜160位のアミノ酸配列がグリコシル化モチーフ(Asn‐X‐Ser/Thr;159位のXは任意のアミノ酸残基を表す)であるかを分析することにより行うことができる。HAタンパク質の158〜160位のアミノ酸配列がグリコシル化モチーフ(Asn‐X‐Ser/Thr)に該当しなければ、そのHAタンパク質の158位はグリコシル化されていないと判断することができ、HAタンパク質の158〜160位のアミノ酸配列がグリコシル化モチーフ(Asn‐X‐Ser/Thr)に該当すれば、そのHAタンパク質の158位はグリコシル化されていると判断することができる。   The presence or absence of glycosylation at position 158 of the hemagglutinin protein of influenza A virus in step (a1) of the identification method of the present invention is specifically determined by whether the amino acid sequence at positions 158 to 160 of the HA protein of influenza A virus is glycosyl It can be performed by analyzing whether it is a modified motif (Asn-X-Ser / Thr; X at position 159 represents any amino acid residue). If the amino acid sequence at positions 158 to 160 of the HA protein does not correspond to the glycosylation motif (Asn-X-Ser / Thr), it can be determined that the position 158 of the HA protein is not glycosylated. If the amino acid sequence at positions 158 to 160 corresponds to a glycosylation motif (Asn-X-Ser / Thr), it can be determined that position 158 of the HA protein is glycosylated.

上記HAタンパク質の158〜160位のアミノ酸配列は、HAタンパク質の塩基配列を決定することにより分析することができ、また、HAタンパク質の塩基配列の決定は、サザンハイブリダイゼーション法やPCR法等の公知の手段を利用して行うことができる。サザンハイブリダイゼーション法に用いるHA用プローブやPCR法に用いるHA用プライマーの配列の設計は、NCBIのホームページ上の「Influenza Virus Resource」(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/FLU/Database/select.cgi?go=1)等のデータベースを利用して入手した、公知のインフルエンザウイルスのHAの配列に基づいて、容易に行うことができる。上記HAタンパク質の全長の塩基配列を決定するためのHA用のプライマーとしては、5BmHAフォワードプライマー(配列番号1:TATTCGTCTCAGGGAGCAAAAGCAGGGG)及び3BmHAリバースプライマー(配列番号2:ATATCGTCTCGTATTAGTAGAAACAAGGGTGTTTT)を好適に例示することができ、また、HAタンパク質の158〜160位のアミノ酸配列の塩基配列を決定するためのHA用プライマーとしては、MtH5T158AFフォワードプライマー(配列番号3:GAACAATGCATACCCAAC)MtH5T158ARリバースプライマー(配列番号4:TTGGGTATGCATTGTTC)を好適に例示することができる。   The amino acid sequence at positions 158 to 160 of the HA protein can be analyzed by determining the base sequence of the HA protein, and the base sequence of the HA protein can be determined by a known method such as Southern hybridization or PCR. It is possible to use this means. The design of the HA probe used in the Southern hybridization method and the HA primer sequence used in the PCR method is “Influenza Virus Resource” (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/) on the NCBI website. This can be easily performed based on the known HA sequence of influenza virus obtained using a database such as FLU / Database / select.cgi? Go = 1). As a primer for HA for determining the full-length base sequence of the HA protein, a 5BmHA forward primer (SEQ ID NO: 1: TATTCGTCTCAGGGAGCAAAAGCAGGGG) and a 3BmHA reverse primer (SEQ ID NO: 2: ATATCGTCTCGTATTAGTAGAAACAAGGGTGTTTT) can be preferably exemplified. Further, as a primer for HA for determining the nucleotide sequence of the amino acid sequence at positions 158 to 160 of the HA protein, MtH5T158AF forward primer (SEQ ID NO: 3: GAACAATGCATACCCAAC) MtH5T158AR reverse primer (SEQ ID NO: 4: TTGGGTATGCATTGTTC) is preferably exemplified can do.

上記グリコシル化モチーフとしてより具体的には、Asn‐Ser−Thr(NST)、Asn‐Asn−Thr(NNT)及びAsn‐Ser−Ser(NSS)を例示することができ、グリコシル化モチーフでない配列としてより具体的にはAsn‐Ser−Ala(NSA)、Asn‐Asn−Ala(NNA)、Asp‐Asn−Ala(DNA)及びAsn‐Asp−Ala(NDA)を例示することができる。   More specific examples of the glycosylation motif include Asn-Ser-Thr (NST), Asn-Asn-Thr (NNT), and Asn-Ser-Ser (NSS). More specifically, Asn-Ser-Ala (NSA), Asn-Asn-Ala (NNA), Asp-Asn-Ala (DNA) and Asn-Asp-Ala (NDA) can be exemplified.

本発明の同定方法の工程(a2)におけるA型インフルエンザウイルスのノイラミニダーゼタンパク質の幹部における欠失の有無は、例えば、サザンハイブリダイゼーション法やPCR法等を利用して、A型インフルエンザウイルスのNA遺伝子の塩基配列を決定したり、PCR法を利用してNAタンパク質の幹部を含む領域に対応する塩基配列を増幅し、増幅して得られたPCR産物の配列長を、全長の幹部を有するNAタンパク質に対応する塩基配列の長さと比較するなどして、そのNAタンパク質の幹部に欠失があるかどうかを分析することにより行うことができる。   The presence or absence of deletion in the trunk of the neuraminidase protein of influenza A virus in step (a2) of the identification method of the present invention can be determined by, for example, using the Southern hybridization method, PCR method or the like of the NA gene of influenza A virus. Determine the base sequence or amplify the base sequence corresponding to the region containing the NA protein stem using the PCR method, and the sequence length of the PCR product obtained by the amplification into the NA protein having the full length stem This can be done by analyzing whether there is a deletion in the trunk of the NA protein, such as by comparing with the length of the corresponding base sequence.

前述のサザンハイブリダイゼーション法に用いるNA用プローブやPCR法に用いるNA用プライマーの配列の設計は、NCBIのホームページ上の「Influenza Virus Resource」(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/FLU/Database/select.cgi?go=1)等のデータベースを利用して入手した、公知のインフルエンザウイルスのNAの配列に基づいて、容易に行うことができる。NAタンパク質の幹部の欠失の有無を調べるためのNA用プライマーとしては、5BmNAフォワードプライマー(配列番号5:TATTCGTCTCAGGGAGCAAAAGCAGGAGT)及び3BmNAリバースプライマー(配列番号6:ATATCGTCTCGTATTAGTAGAAACAAGGAGTTTTTT)を好適に例示することができる。   The design of the NA probe used in the Southern hybridization method and the NA primer sequence used in the PCR method are described in “Influenza Virus Resource” (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/) on the NCBI website. This can be easily carried out based on the known influenza virus NA sequence obtained using a database such as genomes / FLU / Database / select.cgi? go = 1). As a primer for NA for examining the presence or absence of the deletion of the stem part of NA protein, a 5BmNA forward primer (SEQ ID NO: 5: TATTCGTCTCAGGGAGCAAAAGCAGGAGT) and a 3B mNA reverse primer (SEQ ID NO: 6: ATATCGTCTCGTATTAGTAGAAACAAGGAGTTTTTT) can be preferably exemplified.

本発明において、幹部に欠失を有するNAタンパク質としては、そのNAタンパク質をコードするNA遺伝子を、後述の実施例中のウイルスプラスミドのNA遺伝子として用いたウイルスプラスミドを、α2,3シアリルパラグロボシド(α2,3 sialylparagloboside:α2,3SPG)(Neu5Acα2−3Galβ1−4GlcNAcβ1−3Galβ1−4Glcβ1−1’Cer)に接触させたときに、そのウイルスプラスミドのHAの一次RBSに接触している受容体のα2,3シアル酸結合を切断することができない程度の幹部の長さを有するNAタンパク質をいい、例えば、NAタンパク質のアミノ酸配列の49〜68位の20アミノ酸を欠失したNAタンパク質を好ましく例示することができる。   In the present invention, as a NA protein having a deletion in the trunk, a virus plasmid using the NA gene encoding the NA protein as the NA gene of the virus plasmid in the examples described later is α2,3-sialylparagloboside. Α2,3 sialylparagloboside (α2,3SPG) (Neu5Acα2-3Galβ1-4GlcNAcβ1-3Galβ1-4Glcβ1-1′Cer), the α2, of the receptor in contact with the primary RBS of the virus plasmid HA This refers to an NA protein having a stem length that is incapable of cleaving the 3 sialic acid bond. For example, an NA protein lacking 20 amino acids at positions 49 to 68 of the amino acid sequence of the NA protein is preferably exemplified. it can.

本発明の同定方法の工程(b)においては、A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の158位でグリコシル化されておらず、かつ、ノイラミニダーゼタンパク質の幹部における欠失がない場合、かかるA型インフルエンザウイルス株は、シアリルα2,6ガラクトース結合を末端に持つ糖鎖(例えば、α2,6シアリルパラグロボシド)への結合活性の高いA型インフルエンザウイルス株、又はヒトへの感染力の強いA型インフルエンザウイルス株と判定される。例えば、工程(a1)や工程(a2)の分析結果を以下の表1の判断基準にあてはめることによって、まず、以下のDegreeIII、II、I、0の4段階に分類し、Degree0からIIIへと、Degreeが高くなるにつれて、そのA型インフルエンザウイルスは、シアリルα2,6ガラクトース結合を末端に持つ糖鎖(例えば、α2,6シアリルパラグロボシド)への結合活性が高く、ヒトへの感染力が強くなる。   In the step (b) of the identification method of the present invention, if the influenza A virus hemagglutinin protein is not glycosylated at position 158 and there is no deletion in the trunk of the neuraminidase protein, such an influenza A virus strain Is a type A influenza virus strain having a high binding activity to a sugar chain having a sialyl α2,6 galactose bond at its terminal (for example, α2,6 sialylparagloboside), or a type A influenza virus strain having a strong infectivity to humans It is determined. For example, by applying the analysis results of step (a1) and step (a2) to the criteria shown in Table 1 below, first, it is classified into the following four stages of Degree III, II, I, 0, and from Degree 0 to III. As the degree of Degree increases, the influenza A virus has a higher binding activity to a sugar chain having a sialyl α2,6 galactose bond (for example, α2,6 sialylparagloboside), and has a higher infectivity to humans. Become stronger.

Figure 2009034061
Figure 2009034061

また、α2,6シアリルパラグロボシド(α2,6SPG)は、Neu5Acα2−6alβ1−4GlcNAcβ1−3Galβ1−4Glcβ1−1’Cerからなる糖鎖であり、ヒト細胞表面に存在してウイルスの受容体として機能を発揮する。そのため、α2,6SPGへの結合活性が高いウイルス株は、ヒトへの感染力が高いウイルス株ということができる。ここで、本発明におけるヒトへの感染力には、トリやブタなどのヒト以外の動物(特にトリ)からヒトへの感染力や、ヒトからヒトへの感染力を含む。なお、α2,6SPGは、例えば、ヒト胎便(FEBS Lett. 133, 197-200 (1981))から常法にしたがって調製することができる。   Α2,6 sialylparagloboside (α2,6SPG) is a sugar chain composed of Neu5Acα2-6alβ1-4GlcNAcβ1-3Galβ1-4Glcβ1-1′Cer, and is present on the surface of human cells and functions as a virus receptor. Demonstrate. Therefore, a virus strain having a high binding activity to α2,6SPG can be said to be a virus strain having a high infectivity to humans. Here, infectivity to humans in the present invention includes infectivity from animals other than humans (particularly birds) such as birds and pigs, and infectivity from humans to humans. Α2,6SPG can be prepared from human meconium (FEBS Lett. 133, 197-200 (1981)) according to a conventional method.

前述のDegreeIIIに分類されるA型インフルエンザ株は、Degree0、IやIIに分類されるA型インフルエンザ株に比べて、α2,6SPGへの結合活性が特に高いため、α2,6SPGへの結合活性の高いA型インフルエンザウイルス株やヒトへの感染力の強いA型インフルエンザウイルスと判定することができる。なお、後述の実施例中の図1A〜Cにおけるウイルスプラスミドの実験結果では、α2,6SPGに対する結合活性に対して、HAタンパク質の169位のグリコシル化の有無が、HAタンパク質の158位のグリコシル化の有無と同様の影響を与えることが示唆されている。A型インフルエンザウイルスのHAタンパク質において、169位がグリコシル化されていないものは現在確認されておらず、169位におけるグリコシル化は、ウイルスが生態系で存続するために必須である可能性もあるが、将来的に、HAタンパク質の169位がグリコシル化されていないウイルスが変異等により発生する可能性がある。したがって、本発明の同定方法には、A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の158位のグリコシル化の有無を分析する工程(a)に代えて、又は、工程(a1)と共に、A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の169位のグリコシル化の有無を分析する工程(a1’)を有する同定方法も含まれる。   The above-mentioned influenza A strains classified as Degree III have a particularly high binding activity to α2,6SPG compared to influenza A strains classified as Degree 0, I and II. It can be determined that it is a high influenza A virus strain or a strong influenza A virus that can infect humans. In addition, in the experimental result of the virus plasmid in FIGS. 1A to C in the examples described later, the presence or absence of glycosylation at the 169th position of the HA protein relative to the binding activity to α2,6SPG depends on the glycosylation at the 158th position of the HA protein. It is suggested that it has the same effect as the presence or absence of. No influenza A virus HA protein has been identified that is not glycosylated at position 169, although glycosylation at position 169 may be essential for the virus to survive in the ecosystem. In the future, a virus in which the position 169 of the HA protein is not glycosylated may be generated due to mutation or the like. Therefore, in the identification method of the present invention, the hemagglutinin of influenza A virus is used instead of or together with the step (a1) of analyzing the presence or absence of glycosylation at position 158 of the hemagglutinin protein of influenza A virus. An identification method comprising the step (a1 ′) of analyzing the presence or absence of glycosylation at the position 169 of the protein is also included.

本発明の同定方法には、本発明の同定方法を損なわない限り、前述の工程(a1)や(a2)の他に、さらにA型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の227位アスパラギン(Asn)又はアルギニン(Arg)であるかを分析する工程(a3)を含んでいてもよい。A型ヘマグルチニンタンパク質の227位がAsn又はArgである場合は、該部位がAsn又はArg以外のアミノ酸残基である場合に比べて、α2,6シアリルパラグロボシドへの結合活性がより高いA型インフルエンザウイルス株であると同定することができる。工程(a3)は、前述の工程(a1)と同様の方法、すなわち、サザンハイブリダイゼーション法やPCR法等を利用してA型インフルエンザウイルスのHA遺伝子の配列を決定するなどして、遂行することができる。   In the identification method of the present invention, as long as the identification method of the present invention is not impaired, in addition to the aforementioned steps (a1) and (a2), asparagine (Asn) or arginine (position 227 of hemagglutinin protein of influenza A virus) Arg) may be included in the analysis step (a3). When the position 227 of the A-type hemagglutinin protein is Asn or Arg, the A-type has higher binding activity to α2,6 sialylparagloboside than when the site is an amino acid residue other than Asn or Arg It can be identified as an influenza virus strain. Step (a3) is performed by the same method as the above-mentioned step (a1), that is, by determining the sequence of the HA gene of influenza A virus using the Southern hybridization method, the PCR method or the like. Can do.

本発明のA型インフルエンザウイルスに対するヒト感染防除剤(以下、「本発明のヒト感染防除剤」ともいう。)としては、A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の158位のグリコシル化活性組成物を含有するヒト感染防除剤である限り特に制限されず、これらグリコシル化活性組成物は、ヒトの他、トリ、ブタ等に投与することができる。   The agent for controlling human infection against influenza A virus of the present invention (hereinafter also referred to as “human infection control agent of the present invention”) contains a glycosylation active composition at position 158 of the hemagglutinin protein of influenza A virus. The composition is not particularly limited as long as it is a human infection control agent, and these glycosylation active compositions can be administered to humans, birds, pigs and the like.

上記グリコシル化活性組成物としては、A型インフルエンザウイルス(好ましくはH5N1型インフルエンザウイルス)のヘマグルチニンタンパク質の158位をグリコシル化する活性を有する化合物を含有する組成物、例えば、糖転移酵素を含有する組成物、グリコシル化促進剤などを例示することができ、中でも、シアル酸転移酵素等を好ましく例示することができる。   Examples of the glycosylation activity composition include a composition containing a compound having an activity to glycosylate position 158 of hemagglutinin protein of influenza A virus (preferably H5N1 influenza virus), for example, a composition containing glycosyltransferase. Products, glycosylation promoters and the like, and among them, sialyltransferase and the like can be preferably exemplified.

その他、A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の227位のアミノ酸残基をAsn又はArg以外のアミノ酸残基に置換しうる物質もヒト感染防除剤として用いることができる。例えば、A型インフルエンザウイルスのHA遺伝子に相補的な配列を有し、かつ、HAタンパク質の227位のアミノ酸残基に対応するコドンがAAT及びAACのいずれでもない核酸配列などの、A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質をコードする遺伝子を組み換える活性の有する物質を挙げることができる。   In addition, a substance capable of substituting the amino acid residue at position 227 of the hemagglutinin protein of influenza A virus with an amino acid residue other than Asn or Arg can also be used as a human infection control agent. For example, an influenza A virus such as a nucleic acid sequence having a sequence complementary to the HA gene of influenza A virus and a codon corresponding to the amino acid residue at position 227 of the HA protein that is neither AAT nor AAC The substance which has the activity which recombines the gene which codes hemagglutinin protein of this can be mentioned.

本発明のヒト感染防除剤として、そのヒト感染防除効果を損なわない限り、グリコシル化活性組成物の1種又は2種以上の組成物を用いてもよく、これら組成物には、それぞれ薬学的に許容される通常の担体、賦形剤、希釈剤、pH緩衝剤、生理的食塩水等の水溶性溶剤、塩化ナトリウム、グリセリン、D−マンニトール等の等張化剤、ヒト血清アルブミン等の安定化剤、メチルパラベン等の保存剤、ベンジルアルコール等の局麻剤などの各種調剤用配合成分を添加することができる。また、本発明のヒト感染防除剤以外にも、A型インフルエンザウイルスの感染を防除する効果を有する成分をさらに含有させて用いることもできる。   As long as the human infection control effect is not impaired, one or more of the glycosylation active compositions may be used as the human infection control agent of the present invention. Acceptable ordinary carriers, excipients, diluents, pH buffers, water-soluble solvents such as physiological saline, isotonic agents such as sodium chloride, glycerin and D-mannitol, stabilization of human serum albumin, etc. Various preparation ingredients such as a preservative such as a drug, methylparaben, and a narcotic such as benzyl alcohol can be added. In addition to the human infection control agent of the present invention, a component having an effect of controlling infection with influenza A virus can further be used.

本発明のヒト感染防除剤の投与量や投与方法は、用いる化合物Aや化合物Bや化合物Cの性質や、投与対象に応じて適宜選択することができる。本発明のヒト感染防除剤の投与対象としては、トリやブタなどのヒト以外の動物(好ましくはトリ)であってもよいし、ヒトであってもよい。すなわち、ヒト以外の動物に本発明のヒト感染防除剤を投与することによって、A型インフルエンザウイルスのヒトへの感染を防除してもよいし、本発明のヒト感染防除剤をヒトに投与することによって、ヒトへの感染を防除してもよい。   The dosage and administration method of the human infection control agent of the present invention can be appropriately selected according to the properties of Compound A, Compound B and Compound C used and the administration target. The administration target of the human infection control agent of the present invention may be a non-human animal such as a bird or pig (preferably a bird) or a human. That is, by administering the human infection control agent of the present invention to animals other than humans, infection of humans with influenza A virus may be controlled, or the human infection control agent of the present invention is administered to humans. May control human infection.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, the technical scope of this invention is not limited to these illustrations.

[受容体基質の調製]
二種類のシアリルパラグロボシド(SPG)、すなわち、トリ型受容体α2,3SPG及びヒト型受容体α2,6SPGを受容体基質として用いた。α2,3SPG及びα2,6SPGはそれぞれ、ヒト胎盤(Lipids 23, 192-198 (1988))及びヒト胎盤(FEBS Lett. 133, 197-200 (1981))から常法にしたがって調製した。
[Preparation of receptor substrate]
Two types of sialylparagloboside (SPG) were used as receptor substrates, namely the avian receptor α2,3SPG and the human receptor α2,6SPG. α2,3SPG and α2,6SPG were prepared from human placenta (Lipids 23, 192-198 (1988)) and human placenta (FEBS Lett. 133, 197-200 (1981)), respectively, according to a conventional method.

[受容体特異性アッセイ]
アジアのWHO協力実験施設(ホンコン大学)から入手した表2記載の55株の野生型のA型ウイルスについて酵素結合免疫吸着法(ELISA)を利用したウイルス結合アッセイを行い、前述の受容体基質としてのSPGに対するH5N1亜型ウイルスの結合特異性を決定した。
[Receptor specificity assay]
A virus binding assay using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was conducted on 55 wild-type A viruses listed in Table 2 obtained from the WHO collaborative laboratory in Asia (Hong Kong University). The binding specificity of the H5N1 subtype virus to the SPG was determined.

Figure 2009034061
Figure 2009034061

ELISAを利用したウイルス結合アッセイは以下のような方法で行った。まず、96ウェルマイクロタイタープレートにおいて、50pm/mlの濃度の基質(α2,3SPG及びα2,6SPG)をメタノールで2倍段階希釈した。前述のプレートを熱風で乾燥した後、2重量%ウシ血清アルブミン含有PBS(Invitrogen社製)で室温下1時間ブロッキングした。このプレートをPBSで5回洗浄した後、64HA単位の濃度のウイルス懸濁液と共に37℃で一晩インキュベートした。次いでプレートをPBSで5回洗浄した後、プレート上に残ったSPG及びウイルスを、4重量%パラホルムアルデヒドを含むPBSで室温下30分間固定した。次いでPBSで該プレートを5回洗浄したのち、抗H5N1ウサギ血清をプレートに添加し、室温で2時間インキュベーションした。プレートから血清を除去して、PBSでよく洗浄した後、このプレートをHRP共役タンパク質A(ICN Pharmacueticals,Inc.製)と2時間インキュベートした。プレートをPBSで10回洗浄した後、0.01重量%H含有PBSでO−フェニレンジアミン(Sigma社製)と室温下10分間インキュベートした。次いでこのプレートに1N HClを添加して発色反応を停止させた。プレートのウェル中の溶液の吸光度を、MTP−32マイクロプレートリーダー(Corona Electric Co.,Ltd製)を用いて490nmの波長で測定した。 The virus binding assay using ELISA was performed as follows. First, in a 96-well microtiter plate, substrates (α2, 3SPG and α2, 6SPG) at a concentration of 50 pm / ml were serially diluted 2-fold with methanol. The plate was dried with hot air, and then blocked with PBS containing 2% by weight bovine serum albumin (Invitrogen) for 1 hour at room temperature. The plate was washed 5 times with PBS and then incubated overnight at 37 ° C. with a virus suspension at a concentration of 64 HA units. The plate was then washed 5 times with PBS, and SPG and virus remaining on the plate were fixed with PBS containing 4% by weight paraformaldehyde for 30 minutes at room temperature. The plate was then washed 5 times with PBS before anti-H5N1 rabbit serum was added to the plate and incubated for 2 hours at room temperature. After removing serum from the plate and washing well with PBS, the plate was incubated with HRP-conjugated protein A (ICN Pharmaceuticals, Inc.) for 2 hours. Plates were washed 10 times with PBS, and incubated 0.01 wt% H 2 O 2 containing O- phenylenediamine (Sigma Co.) with PBS and room temperature for 10 minutes. The color reaction was then stopped by adding 1N HCl to the plate. The absorbance of the solution in the wells of the plate was measured at a wavelength of 490 nm using an MTP-32 microplate reader (Corona Electric Co., Ltd).

トリ型受容体α2,3SPG及びヒト型受容体α2,6SPGに対する各ウイルスの結合活性を相対比(%)で表わした結果を表2に示す。ヒト単離体を含むほとんどの単離体がトリ型受容体を選択的に認識したが、ヒト型受容体に選択的に結合したのは55株のうち12.7%(7株)であった(表2)。これらウイルスを結合特異性により3つのグループ(I〜III)に分類することができた。グループI(n=24)はトリ型受容体に選択的に結合し、グループIII(n=7)はヒト型受容体に選択的に結合し、グループII(n=24)はどちらの型にも結合した。   Table 2 shows the results of expressing the binding activity of each virus to the avian receptor α2,3SPG and the human receptor α2,6SPG in a relative ratio (%). Most isolates, including human isolates, selectively recognized the avian receptor, but only 12.7% (7) of 55 strains selectively bound to the human receptor. (Table 2). These viruses could be classified into three groups (I-III) by binding specificity. Group I (n = 24) selectively binds to the avian receptor, group III (n = 7) selectively binds to the human receptor, and group II (n = 24) Also joined.

[配列解析]
次いで、実施例2で用いた55株のA型ウイルスのヘマグルチニン(HA)配列及びノイラミニダーゼ(NA)配列の分析を試みた。配列の決定は以下の方法で行った。
メーカーの取扱説明に従ってRNeasy Mini Kit(Qiagen社製)を用い、各ウイルスからウイルスRNAを抽出した。ウイルスから抽出したウイルスRNAからの逆転写反応は、ウイルスRNAの3’末端の相補配列であるU12プライマー及び逆転写酵素(SuperScript III;Invitrogen社製)を用い、メーカーの取扱説明に従って行った。この逆転写反応によって得られたcDNAをテンプレートとして、標準的なポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法により、HA遺伝子及びNA遺伝子の配列を増幅した。HA遺伝子の増幅には、5BmHAフォワードプライマー(配列番号1:TATTCGTCTCAGGGAGCAAAAGCAGGGG)及び3BmHAリバースプライマー(配列番号2:ATATCGTCTCGTATTAGTAGAAACAAGGGTGTTTT)を用い、NA遺伝子の増幅には、5BmNAフォワードプライマー(配列番号5:TATTCGTCTCAGGGAGCAAAAGCAGGAGT)及び3BmNAリバースプライマー(配列番号6:ATATCGTCTCGTATTAGTAGAAACAAGGAGTTTTTT)を用いた。このようにしてクローニングされたHA遺伝子やNA遺伝子の配列を決定した。これらの遺伝子配列の決定は、ホンコン大学医学部微生物学科で常法にしたがって行った。
[Sequence analysis]
Next, analysis of hemagglutinin (HA) sequence and neuraminidase (NA) sequence of 55 strains of type A virus used in Example 2 was attempted. The sequence was determined by the following method.
Viral RNA was extracted from each virus using RNeasy Mini Kit (Qiagen) according to the manufacturer's instructions. The reverse transcription reaction from the viral RNA extracted from the virus was performed according to the manufacturer's instructions using U12 primer and reverse transcriptase (SuperScript III; manufactured by Invitrogen), which are complementary sequences at the 3 ′ end of the viral RNA. Using the cDNA obtained by this reverse transcription reaction as a template, the sequences of the HA gene and NA gene were amplified by a standard polymerase chain reaction (PCR) method. 5BmHA forward primer (SEQ ID NO: 1: TATTCGTCTCAGGGAGCAAAAGCAGGGG) and 3BmHA reverse primer (SEQ ID NO: 2: ATATCGTCTCGTATTAGTAGAAACAAGGGTGTTTT) are used for the amplification of the HA gene, and 5B mNA forward primer (SEQ ID NO: 5: TATTCGTCTCAGGGAGCAAAAGCAGGAGT). A reverse primer (SEQ ID NO: 6: ATATCGTCTCGTATTAGTAGAAACAAGGAGTTTTTT) was used. The sequences of the HA gene and NA gene thus cloned were determined. These gene sequences were determined in accordance with a conventional method at the Department of Microbiology, Hong Kong University School of Medicine.

配列分析の結果、これらA型ウイルスグループ間でグリコシル化モチーフ及び受容体結合部位のアミノ酸に明確な違いがあった。158〜160位のグリコシル化モチーフ(Asn‐X‐Ser/Thr)はグループIの全ての株が共有していたが、グループII及びIIIではそうではなかった。受容体結合ポケットから成る220ループの配列は、グループI及びIIのHAのほとんどで225〜229位がGQSGRであったが、一方で227位のSerはグループIIIでAsn又はArgに変わっていた。さらに、グループI及びIIのウイルスは、NA幹部に20アミノ酸残基の欠失があった(J. Virol. 79, 9926-9932 (2005)、Proc. Natl. Acad. Sci. U S A 101, 8156-8161 (2004))が、グループIIIのウイルスにはそれがなかった(表2)。   As a result of sequence analysis, there was a clear difference in the glycosylation motif and the amino acid of the receptor binding site between these type A virus groups. The glycosylation motif at positions 158-160 (Asn-X-Ser / Thr) was shared by all strains in Group I, but not in Groups II and III. The 220 loop sequence consisting of the receptor binding pocket was GQSGR at positions 225-229 in most Group I and II HAs, while Ser at position 227 was changed to Asn or Arg in group III. Furthermore, group I and II viruses had a deletion of 20 amino acid residues in the NA trunk (J. Virol. 79, 9926-9932 (2005), Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101, 8156- 8161 (2004)), but it was absent from group III viruses (Table 2).

[再集合体ウイルスプラスミドの作製]
実施例3の実験結果からは、α2,3SPGやα2,6SPGへの結合活性の相違が、HAやNAの配列以外の要因によるものである可能性も否定できない。そこで、HAやNAの配列の違いが、α2,3SPGやα2,6SPGへの結合活性の変化に実際に影響を与えているか否かを調べるために、まず再集合体ウイルスプラスミドを作製した。
[Preparation of reassortant virus plasmid]
From the experimental results of Example 3, it cannot be denied that the difference in binding activity to α2,3SPG and α2,6SPG is due to factors other than the sequences of HA and NA. Therefore, in order to examine whether the difference in the sequence of HA or NA actually affects the change in binding activity to α2,3SPG or α2,6SPG, a reassortant virus plasmid was first prepared.

A/Hong Kong/212/03(A/HK212)、A/Ck/Vietnam/20/03(A/VNM20)、A/Ck/Vietnam/133/04(A/VNM133)、A/PuertoRico/8/34(A/PR8)、A/GS/Shantou/2086/06(A/ST2086)、A/Ck/Yunnan/115/04(A/YN115)の6株の野生型のA型ウイルスを、アジアのWHO協力実験施設(ホンコン大学)から入手した。動物からの分離株は、孵化鶏卵で培養し、1代継代の後に集菌した尿膜腔液を−80℃で冷凍保存し、本実験に用いた。ヒトからの分離株は、MDCK細胞において培養した。これらMDCK細胞は、5%新生仔ウシ血清(Sigma社製)及び抗生物質(ペニシリン及びストレプトマイシン)を添加した最小必須培地に、34.5℃及び5%CO条件下に維持した。これらの実験は全て、ホンコン大学医学部微生物学科のBL3+の施設で行った。 A / Hong Kong / 212/03 (A / HK212), A / Ck / Vietnam / 20/03 (A / VNM20), A / Ck / Vietnam / 133/04 (A / VNM133), A / PuertoRico / 8 / 34 (A / PR8), A / GS / Shantou / 2086/06 (A / ST2086), A / Ck / Yunnan / 115/04 (A / YN115) 6 wild-type A viruses Obtained from the WHO Collaborative Experiment Facility (Hong Kong University). Isolates from animals were cultured in embryonated chicken eggs, and allantoic fluid collected after the first passage was stored frozen at -80 ° C and used in this experiment. Isolates from humans were cultured in MDCK cells. These MDCK cells were maintained at 34.5 ° C. and 5% CO 2 in minimal essential medium supplemented with 5% newborn calf serum (Sigma) and antibiotics (penicillin and streptomycin). All these experiments were performed at the BL3 + facility of the Department of Microbiology, Hong Kong University School of Medicine.

培養して得られた前述の6株の野生型のA型ウイルス(A/HK212、A/VNM20、A/VNM133、A/YN115、A/ST2086及びA/PR8)を用いて以下のようにプラスミド構築を行った。
RNA抽出キット(QiAamp;Qiagen社製)をメーカーの取扱説明に従って利用することにより、これらウイルスに由来するHA cDNA及びNA cDNAを逆転写PCRにて増幅し、得られたPCR断片をpHW2000ベクターの二箇所のBsmBI部位へとサブクローンした(Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97, 6108-6113 (2000))。また、表3に記載されたようなHAへの点突然変異の導入は、QuikChange Site−Directed Mutagenesis Kit(Stratagene社製)及びH5型ウイルスのHAに特異的なプライマーセットをメーカーの取扱説明書に従って用いることにより行った。
Using the above-mentioned six wild-type A viruses (A / HK212, A / VNM20, A / VNM133, A / YN115, A / ST2086 and A / PR8) obtained by culturing, plasmids as follows: Constructed.
By using an RNA extraction kit (QiAamp; manufactured by Qiagen) in accordance with the manufacturer's instructions, HA cDNA and NA cDNA derived from these viruses are amplified by reverse transcription PCR, and the resulting PCR fragment is subjected to pHW2000 vector 2 It was subcloned into the BsmBI site (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97, 6108-6113 (2000)). In addition, introduction of point mutations into HA as described in Table 3 is carried out in accordance with the manufacturer's instruction manual for QuikChange Site-Directed Mutagenesis Kit (Stratagene) and H5 type virus HA specific primer set. It was done by using.

Figure 2009034061
Figure 2009034061

なお、表3の遺伝子名の欄における略称の表示方法について説明すると、例えば、「HA(A160T)」は、HAのアミノ酸配列の160位のアラニン(A)残基がトレオニン(T)残基に変異したHA遺伝子の略称であり、また、「HK212HA」は、HK212株のHAの略称である。   In addition, when the display method of the abbreviation in the column of the gene name of Table 3 is demonstrated, for example, "HA (A160T)" is the alanine (A) residue of 160th position of the amino acid sequence of HA in a threonine (T) residue. It is an abbreviation for the mutated HA gene, and “HK212HA” is an abbreviation for HA of the HK212 strain.

このようにして得られたHA遺伝子を含むプラスミドやNA遺伝子を含むプラスミドなどの8つのプラスミドのreverse genetics system(Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97, 6108-6113 (2000))を用いて、再集合体ウイルスプラスミドを作製した。すなわち、HK212株やVNM133株等の内部遺伝子を中心として用い、そこに適切なHA遺伝子及びNA遺伝子、又はそれらの変異遺伝子を発現させた。本実験のために作製されたウイルスプラスミドを表4に示し、それらのウイルスプラスミドが有するHA遺伝子やNA遺伝子に関する情報を表3に示す。   By using a reverse genetics system (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97, 6108-6113 (2000)) of eight plasmids such as a plasmid containing the HA gene and a plasmid containing the NA gene thus obtained, A reassortant virus plasmid was generated. That is, using an internal gene such as the HK212 strain and the VNM133 strain as a center, appropriate HA genes and NA genes, or mutant genes thereof were expressed therein. Viral plasmids prepared for this experiment are shown in Table 4, and information on the HA genes and NA genes of these viral plasmids is shown in Table 3.

Figure 2009034061
Figure 2009034061

ウイルスプラスミドは全て、MDCK細胞において1代のみ継代培養し、その後−80℃で凍結したものを本実験で用いた。なお、本実験に用いるウイルスプラスミドについては、そのHA遺伝子やNA遺伝子をRT−PCRによって増幅して配列を決定し、それらの遺伝子の配列が目的の配列であることを確認した。 All virus plasmids were subcultured in MDCK cells for only one passage and then frozen at -80 ° C for use in this experiment. In addition, about the viral plasmid used for this experiment, the HA gene and NA gene were amplified by RT-PCR, the sequence was determined, and it confirmed that the arrangement | sequence of those genes was the target arrangement | sequence.

[再集合体ウイルスプラスミドについての受容体結合アッセイ]
実施例4で作製した再集合体ウイルスプラスミドについて、後述の薄層クロマトグラフィー(TLC)を利用したウイルス結合アッセイ、及び、実施例2と同様の酵素結合免疫吸着法(ELISA)を利用したウイルス結合アッセイを行い、実施例1記載のトリ型受容体α2,3SPG及びヒト型受容体α2,6SPGに対するH5N1型ウイルスプラスミドの結合活性や結合特異性について調べた。
[Receptor binding assay for reassortant virus plasmid]
For the reassortant virus plasmid prepared in Example 4, virus binding assay using thin layer chromatography (TLC) described later and virus binding using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) similar to Example 2 An assay was conducted to examine the binding activity and specificity of the H5N1 virus plasmid to the avian receptor α2,3SPG and the human receptor α2,6SPG described in Example 1.

TLCを利用したウイルス結合アッセイは以下のような方法で行った。
基質(α2,3SPG及びα2,6SPG、各0.25nm)をシリカプラスチックTLC上にスポットし、次いで、クロロホルム、メタノール及び12mMのMgClを含む水からなる混合液(クロロホルム:メタノール:12mMのMgClを含む水の体積比=5:4:1)を展開した。TLCプレートは、1重量%のポリビニルピロリドン及び1重量%の卵アルブミンを含むPBSを用いて、1時間室温でブロッキングした。ウイルスプラスミド(256HA単位/ml)の受容体への結合は、37℃でのインキュベーションにより一晩かけて行い、その後、4重量%パラホルムアルデヒドを含むPBSで、プレート上に残ったSPG及びウイルスを、室温下30分間固定した。次いでPBSで該プレートを5回洗浄したのち、抗H5N1ウサギ血清をプレートに添加し、室温で2時間インキュベーションした。プレートから血清を除去して、PBSでよく洗浄した後、このプレートをHRP共役タンパク質A(ICN Pharmacueticals,Inc.製)と2時間インキュベートした。最後に、プレートに基質溶液I[100mMクエン酸塩緩衝剤(pH6.0)、60mM N,N‐ジメチル‐p‐フェニレンジアミン二塩酸塩、100mM 4‐クロロ‐1‐ナフトール、及び3重量%H水溶液(体積比で5:1:1:0.005)]を添加して室温で15分間放置し、免疫反応を示したSPG(ウイルスプラスミドが結合したSPG)を可視化した。
The virus binding assay using TLC was performed as follows.
Substrates (α2,3SPG and α2,6SPG, 0.25 nm each) were spotted on silica plastic TLC, then mixed with water containing chloroform, methanol and 12 mM MgCl 2 (chloroform: methanol: 12 mM MgCl 2 The volume ratio of water containing 5 = 4: 1) was developed. TLC plates were blocked for 1 hour at room temperature with PBS containing 1 wt% polyvinylpyrrolidone and 1 wt% ovalbumin. Binding of the viral plasmid (256 HA units / ml) to the receptor was performed overnight by incubation at 37 ° C., and then the SPG and virus remaining on the plate were washed with PBS containing 4% by weight paraformaldehyde. Fix for 30 minutes at room temperature. The plate was then washed 5 times with PBS before anti-H5N1 rabbit serum was added to the plate and incubated for 2 hours at room temperature. After removing serum from the plate and washing well with PBS, the plate was incubated with HRP-conjugated protein A (ICN Pharmaceuticals, Inc.) for 2 hours. Finally, the substrate solution I [100 mM citrate buffer (pH 6.0), 60 mM N, N-dimethyl-p-phenylenediamine dihydrochloride, 100 mM 4-chloro-1-naphthol, and 3 wt% H 2 O 2 aqueous solution (volume ratio 5: 1: 1: 0.005) was added and allowed to stand for 15 minutes at room temperature, SPG showing an immune reaction (SPG virus plasmid bound) visualized.

このTLCを利用したウイルス結合アッセイの結果を図1の各グラフ内の左上のパネルに示した。また、これら各ウイルスプラスミドに関して行った、前述のELISAを利用したウイルス結合アッセイの結果を図1の折れ線グラフに示す。ELISAを利用したアッセイは、各ウイルスプラスミドについて3回繰り返し、得られた結果の「平均値±標準偏差」をグラフに表している。   The result of the virus binding assay using TLC is shown in the upper left panel in each graph of FIG. Moreover, the result of the virus binding assay using the above-mentioned ELISA performed for each of these virus plasmids is shown in the line graph of FIG. The assay using ELISA was repeated three times for each virus plasmid, and the “average value ± standard deviation” of the obtained results is shown in the graph.

図1A〜Cは、HAの158位や169位のグリコシル化が、HK212HA(図1A)、VNM133HA(図1B)及びVNM20HA(図1C)を有するウイルスプラスミドの、α2,3SPGやα2,6SPGに対する結合活性や結合特異性に与える影響を示したものである。   FIGS. 1A-C show the binding of HA with glycosylation at positions 158 and 169 to α2,3SPG and α2,6SPG of viral plasmids with HK212HA (FIG. 1A), VNM133HA (FIG. 1B) and VNM20HA (FIG. 1C). It shows the effect on activity and binding specificity.

図1Aから分かるように、HK212ウイルスプラスミド(A/HK212HA)の受容体結合特異性はその野生型ウイルスと同様であり、ヒト型受容体α2,6シアル酸に選択的に結合し、トリ型受容体α2,3シアル酸に中程度結合した。一方、HA158位のAsnにおけるグリコシル化を可能にする、HA160位のAlaからThrへの置換を導入した変異体ウイルスプラスミド(A/HK212HA(A160T))は、α2,3シアル酸及びα2,6シアル酸の双方に対する結合活性が低下していた。また、169位におけるグリコシル化を不能にする、HA169位のAsnからSerへの置換を導入した変異体ウイルスプラスミド(A/HK212HA(N169S)やA/HK212HA(A160T,N169S))は、HK212ウイルスプラスミドと類似の結合特異性を有していた。   As can be seen from FIG. 1A, the receptor binding specificity of the HK212 virus plasmid (A / HK212HA) is similar to that of its wild-type virus, and selectively binds to the human receptor α2,6 sialic acid. Medium binding to α2,3 sialic acid. On the other hand, a mutant viral plasmid (A / HK212HA (A160T)) introduced with a substitution of Ala to Thr at position HA160, which enables glycosylation at Asn at position HA158, has α2,3 sialic acid and α2,6 sialic acid. The binding activity to both acids was reduced. In addition, mutant virus plasmids (A / HK212HA (N169S) and A / HK212HA (A160T, N169S)) introduced with a substitution of Asn to Ser at position HA169 that disable glycosylation at position 169 are HK212 virus plasmids. And had similar binding specificity.

また、図1Bには、VNM133ウイルスプラスミドのウイルス結合アッセイの結果を示した。HK212ウイルスプラスミドとは異なり、VNM133ウイルスプラスミドのHAは158位がグリコシル化されており、この点で、α2,3シアル酸にのみ結合する最新のヒトH5N1分離株と共通している(図1B)。一方、HA158位のAsnにおけるグリコシル化を不能にする、HA160位のThrからAlaへの置換を導入した変異体ウイルスプラスミド(A/VNM133HA(T160A))は、α2,3シアル酸だけでなく、α2,6シアル酸にもよく結合するようになった。また、HA169位のAsnにおけるグリコシル化を不能にするために、HA169位のAsnをSerへと置換した変異体ウイルスプラスミド(A/VNM133HA(N169S)やA/VNM133HA(T160A,N169S))もまた、α2,6シアル酸及びα2,3シアル酸の双方によく結合した。   FIG. 1B shows the results of a virus binding assay of VNM133 virus plasmid. Unlike the HK212 virus plasmid, the HA of the VNM133 virus plasmid is glycosylated at position 158, which is in common with the latest human H5N1 isolate that binds only to α2,3 sialic acid (FIG. 1B). . On the other hand, a mutant viral plasmid (A / VNM133HA (T160A)) introduced with a Thr to Ala substitution at position HA160 that disables glycosylation at Asn at position HA158 is not only α2,3-sialic acid but also α2 , 6 came to bind well to sialic acid. In addition, mutant virus plasmids (A / VNM133HA (N169S) and A / VNM133HA (T160A, N169S)) in which Asn at HA169 is replaced with Ser in order to disable glycosylation at Asn at HA169 are also used. It bound well to both α2,6 sialic acid and α2,3 sialic acid.

さらに、図1Cには、VNM20ウイルスプラスミドのウイルス結合アッセイの結果を示した。VNM20ウイルスプラスミドについては、158位のAsnにおけるグリコシル化を可能とする、HA上の160位のAlaをThrへと置換した変異体ウイルスプラスミド(A/VNM20HA(A160T))は、特にα2,6シアル酸受容体に対する受容体結合活性が減少した(図1C)。また、HA169位のAsnにおけるグリコシル化を不能にするために、HA169位のAsnがSerへと置換された変異体ウイルスプラスミド(A/VNM20HA(N169S)やA/VNM20HA(T160A,N169S))もまた、α2,6シアル酸及びα2,3シアル酸の双方によく結合した。   Further, FIG. 1C shows the results of the virus binding assay of the VNM20 virus plasmid. For the VNM20 viral plasmid, a mutant viral plasmid (A / VNM20HA (A160T)) in which Ala at position 160 on HA is replaced with Thr, which allows glycosylation at Asn at position 158, is specifically α2,6 sial. Receptor binding activity to acid receptors was reduced (FIG. 1C). In addition, mutant virus plasmids (A / VNM20HA (N169S) and A / VNM20HA (T160A, N169S)) in which Asn at HA169 is replaced with Ser to disable glycosylation at Asn at HA169 are also used. , Well bound to both α2,6 sialic acid and α2,3 sialic acid.

図1A〜Cを併せ考慮すると、HA158位及び169位のAsnにおけるグリコシル化を可能にすると、α2,6シアル酸に対する結合活性が低下し、逆にHA158位又は169位におけるグリコシル化を不能にすると、α2,6シアル酸に対する結合活性が上昇することが分かった。
なお、宿主細胞の受容体のシアロ糖鎖は、HAの158位及び169位が共にグリコシル化されたグループIのウイルスプラスミドの一次受容体結合部位(一次RBS)(Nature 289, 366-373 (1981))に接触することはできないと考えられる(図2)が、シアル酸α2,3Gal結合複合糖質にのみ結合する2次RBSを通して感染宿主細胞に結合可能であると考えられる(Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89, 324-328 (1992))。
Considering FIGS. 1A-C together, allowing glycosylation at Asn at positions HA158 and 169 reduces binding activity to α2,6 sialic acid and conversely disabling glycosylation at positions HA158 or 169. It was found that the binding activity to α2,6 sialic acid was increased.
It should be noted that the sialosugar chain of the host cell receptor is the primary receptor binding site (primary RBS) of the group I virus plasmid in which both HA positions 158 and 169 are glycosylated (Nature 289, 366-373 (1981). )) (Fig. 2), but is thought to be capable of binding to infected host cells through secondary RBS that binds only to sialic acid α2,3Gal-linked glycoconjugates (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89, 324-328 (1992)).

図1D及びEは、HAの227位のグリコシル化が、HK212HA、VNM133HA及びVNM20HA等を有するウイルスプラスミドの結合特異性に与える影響を示したものである。
図1Dは、HAの227位がSerであるウイルスプラスミド[A/HK212HA(N227S)ウイルスプラスミド、A/VNM133HA(T160A)ウイルスプラスミド、A/VNM20HAウイルスプラスミド]と、それらのウイルスプラスミドにおいてHAの227位のSerがAsnであるウイルスプラスミド[A/HK212HAウイルスプラスミド、A/VNM133HA(T160A、S227N)ウイルスプラスミド、A/VNM20HA(S227N)ウイルスプラスミド]についての結果を示し、図1Eは、HAの227位がSerであるウイルスプラスミド[A/HK212HA(A160T、N227S)ウイルスプラスミド、A/VNM133HAウイルスプラスミド、A/VNM20HA(A160T)ウイルスプラスミド]と、それらのウイルスプラスミドにおいてHAの227位のSerがAsnであるウイルスプラスミド[A/HK212HA(A160T)ウイルスプラスミド、A/VNM133HA(S227N)ウイルスプラスミド、A/VNM20HA(A160T、S227N)ウイルスプラスミド]についての結果を示す。図1D及びEの結果から、HA227位のアミノ酸をAsnへと置換すると、α2,6シアル酸に対する結合活性が若干ではあるが上昇することが示唆された。
FIGS. 1D and E show the effect of glycosylation at position 227 of HA on the binding specificity of viral plasmids containing HK212HA, VNM133HA, VNM20HA, and the like.
FIG. 1D shows virus plasmids [A / HK212HA (N227S) virus plasmid, A / VNM133HA (T160A) virus plasmid, A / VNM20HA virus plasmid] in which the 227 position of HA is Ser and the 227 position of HA in those virus plasmids. FIG. 1E shows the results for viral plasmids [A / HK212HA viral plasmid, A / VNM133HA (T160A, S227N) viral plasmid, A / VNM20HA (S227N) viral plasmid] wherein Ser is Asn. Ser plasmids [A / HK212HA (A160T, N227S) virus plasmid, A / VNM133HA virus plasmid, A / VNM20HA (A160T) Virus plasmids] and virus plasmids [A / HK212HA (A160T) virus plasmid, A / VNM133HA (S227N) virus plasmid, A / VNM20HA (A160T, S227N) virus whose Ser at position 227 of HA is Asn in these virus plasmids The result about a plasmid] is shown. From the results of FIGS. 1D and E, it was suggested that when the amino acid at position HA227 was replaced with Asn, the binding activity to α2,6-sialic acid was slightly increased.

本願明細書の従来技術でも述べたように、HA及びNA活性の間のバランスがインフルエンザウイルス感染において重要であることは指摘されてきた。そこで、NAの幹部の長さが受容体結合特異性に与える影響に注目した。図1F及びGは、NA幹部の長さが結合特異性に与える影響を調べる実験の結果を示したものである。図1Fの上段及び図1Gの下段のパネルは、全長の幹部(stalk)を持つNAを有するウイルスプラスミド(Full)を表し、図1Fの下段及び図1Gの上段のパネルはNA幹部に欠失を有するウイルスプラスミド(short)を表す。
図1F及びGに示される通り、HK212ウイルスプラスミドのα2,3シアル酸に対する結合活性は、HK212のNAを、VNM133、VNM20又はYN115[A/Chicken/Yunnan/115/04 (H5N1)]等の幹部に欠失を有するNAと置き換えると高まったが、HK212のNAをPR8NA[A/PR/8/34 (H1N1) のNA]又はST2086NA[A/goose/Shantou/2086/05 (H5N1)]等の幹部に欠失のない通常のNAと置き換えても変化しなかった(図1F)。一方で、α2,3シアル酸と選択的に結合するVNM133ウイルスプラスミドは、幹部に欠失のないHK212、PR8又はST2086のNAが導入されるとその活性を失った。対照的に、幹部に欠失を有するNA(VNM20NAやYN115NA)を導入した場合は、VNM133ウイルスプラスミドのα2,3シアル酸への選択的結合活性に変化はなかった(図1G)。
これらのデータの結果から、幹部に欠失のないNA(全長の幹部を有するNA)は、HAの一次RBSに接触している受容体のシアル酸−Gal結合、特にα2,3シアル酸結合を切断することができ、その結果としてHAの結合活性が明らかに低下するのに対し、幹部に欠失を有するNAは、HAの一次RBSに接触している受容体のα2,3シアル酸結合部分に到達し得ず、その結果、α2,3シアル酸結合を切断することができず、結合活性の変化をもたらさなかったと考えられた。すなわち、宿主細胞膜から出芽した子孫ウイルスにおける、幹部に欠失を持つNAは、HAの一次RBSと相互作用する宿主細胞膜のシアロ糖鎖末端のシアル酸を切断できなかったであろうと考えられる。
As mentioned in the prior art of this application, it has been pointed out that the balance between HA and NA activity is important in influenza virus infection. Therefore, we focused on the effect of NA stem length on receptor binding specificity. FIGS. 1F and G show the results of experiments examining the effect of NA trunk length on binding specificity. The upper panel of FIG. 1F and the lower panel of FIG. 1G represent a viral plasmid (Full) with NA having a full length stalk, and the lower panel of FIG. 1F and the upper panel of FIG. 1G show deletions in the NA trunk. It represents a viral plasmid (short).
As shown in FIGS. 1F and G, the binding activity of the HK212 virus plasmid to α2,3 sialic acid is determined by determining the NA of HK212 as a stem such as VNM133, VNM20 or YN115 [A / Chicken / Yunnan / 115/04 (H5N1)]. However, the NA of HK212 has been increased by replacing the NA of HK212 with PR8NA [NA of A / PR / 8/34 (H1N1)] or ST2086NA [A / goose / Shantou / 2086/05 (H5N1)]. There was no change when replaced with normal NA with no deletion in the trunk (FIG. 1F). On the other hand, the VNM133 viral plasmid that selectively binds to α2,3 sialic acid lost its activity when NK212, PR8 or ST2086 NA without deletion in the trunk was introduced. In contrast, when NA having a deletion in the trunk (VNM20NA or YN115NA) was introduced, there was no change in the selective binding activity of VNM133 virus plasmid to α2,3-sialic acid (FIG. 1G).
From the results of these data, NA without a deletion in the trunk (NA having a full-length trunk) shows sialic acid-Gal binding of the receptor in contact with the primary RBS of HA, particularly α2,3-sialic acid binding. NA, which has a deletion in the trunk, is the α2,3 sialic acid binding portion of the receptor in contact with the primary RBS of HA, whereas the binding activity of HA can be clearly reduced as a result. As a result, it was considered that the α2,3 sialic acid bond could not be cleaved and the binding activity was not changed. That is, it is considered that NA having a deletion in the stem in the progeny virus budding from the host cell membrane could not cleave the sialic acid at the end of the sialo-sugar chain of the host cell membrane that interacts with the primary RBS of HA.

また、図1Fで用いられているウイルスプラスミドはいずれも、HAの158位がグリコシル化されておらず、図1Gで用いられているウイルスプラスミドはいずれも、158位(及び169位)がグリコシル化されている。図1Fと図1Gの結果を併せ考慮すると、NAが全長の幹部を有しており(Full)、かつ、HAの158位がグリコシル化されていないウイルスプラスミドでは、α2,6シアル酸に対する結合活性が高まっていることが分かった。   In addition, none of the viral plasmids used in FIG. 1F is glycosylated at position 158 of HA, and all of the viral plasmids used in FIG. 1G are glycosylated at position 158 (and position 169). Has been. Considering the results of FIG. 1F and FIG. 1G together, in the virus plasmid in which NA has a full-length stem (Full) and the 158th position of HA is not glycosylated, the binding activity to α2,6-sialic acid It has been found that is increasing.

[細胞感染実験]
A型インフルエンザウイルス(H5N1株)の結合特異性とその複製との関連性を調査するため、以下のような細胞感染実験を行った。
[Cell infection experiment]
In order to investigate the relationship between the binding specificity of influenza A virus (H5N1 strain) and its replication, the following cell infection experiment was performed.

まず、前述のウイルスプラスミドを感染させる細胞として、Madin−Darbyイヌ腎臓(MDCK)細胞、及び、ヒト肺癌細胞に由来するA549細胞を用意した。MDCK細胞とA549細胞中におけるシアル酸α2,6Gal結合グリカンやシアル酸α2,3Gal結合グリカンの有無を調べるために、両細胞のタンパク質を常法に従って単離し、それらのタンパク質と分子量マーカータンパク質(MK)を10%SDS−PAGEゲルで1レーンあたり10μgずつ電気泳動して、それをPVDF膜へと転写した。このPDVF膜について、SNAレクチン(α2,6位のシアル酸に結合する)染色、MAAレクチン(α2,3位のシアル酸に結合する)染色又はCBB染色を行った結果をそれぞれ図3に示す。図3の結果から、A549細胞におけるシアル酸α2,6Galグリカンの含有量は、MDCK細胞における含有量の約3倍であり、MDCK細胞におけるシアル酸α2,3Galグリカンの含有量は、A549細胞における含有量の約5倍であることが分かった。すなわち、MDCK細胞は、シアル酸α2,6Gal結合グリカンよりもシアル酸α2,3Gal結合グリカンを優先的に発現し、トリウイルスの複製に有利であるのに対し、A549細胞は、シアル酸α2,3Gal結合グリカンよりもシアル酸α2,6Gal結合グリカンを発現し、ヒトウイルスの複製に有利である。   First, Madin-Darby canine kidney (MDCK) cells and A549 cells derived from human lung cancer cells were prepared as cells to be infected with the aforementioned viral plasmid. In order to examine the presence or absence of sialic acid α2,6Gal-binding glycan and sialic acid α2,3Gal-binding glycan in MDCK cells and A549 cells, the proteins of both cells were isolated according to a conventional method, and these proteins and molecular weight marker protein (MK) Was electrophoresed on a 10% SDS-PAGE gel at 10 μg per lane and transferred to a PVDF membrane. FIG. 3 shows the results of SNA lectin (binding to sialic acid at α2,6 position) staining, MAA lectin (binding to sialic acid at α2,3 position) staining or CBB staining for this PDVF membrane. From the results of FIG. 3, the content of sialic acid α2,6Gal glycan in A549 cells is about three times the content in MDCK cells, and the content of sialic acid α2,3Gal glycans in MDCK cells is the content in A549 cells. It was found to be about 5 times the amount. That is, MDCK cells preferentially express sialic acid α2,3Gal-linked glycans over sialic acid α2,6Gal-linked glycans and are advantageous for avian virus replication, whereas A549 cells are sialic acid α2,3Gal-linked. It expresses sialic acid α2,6Gal-linked glycan over bound glycan and is advantageous for human virus replication.

前述のMDCK細胞とA549細胞に、表4記載の21種類のウイルスプラスミドをそれぞれ接触させた。これらの細胞が、ウイルスプラスミドに感染しているかを調べるために、以下の免疫組織化学的アッセイを用いた。
ウイルスプラスミドを接触させた後12時間経過した細胞を、4重量%パラホルムアルデヒドを含むPBSで、プレート上に室温下10分間固定した。プレート上に固定した細胞をPBSで5回洗浄した後、ウイルスプラスミドの核タンパク質に対するモノクローナル抗体(4E6)と、37℃で1時間インキュベートした。プレートから抗体溶液を除去して十分洗浄した後、プレート上の細胞を、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)共役抗マウスIgG+M抗体(ICN Pharmaceuticals,Inc.製)と共に1時間インキュベートした。その後、前述の基質溶液Iを用いて感染細胞を可視化し、顕微鏡下で感染細胞数を測定した。その結果を表4の“Infected cell number”の項目に示す。
The above-mentioned MDCK cells and A549 cells were contacted with 21 types of viral plasmids described in Table 4, respectively. The following immunohistochemical assay was used to determine if these cells were infected with a viral plasmid.
Cells that had passed 12 hours after contact with the viral plasmid were fixed on the plate with PBS containing 4% by weight of paraformaldehyde for 10 minutes at room temperature. Cells fixed on the plate were washed 5 times with PBS, and then incubated with a monoclonal antibody (4E6) against the nucleoprotein of the viral plasmid at 37 ° C. for 1 hour. After removing the antibody solution from the plate and washing well, the cells on the plate were incubated with horseradish peroxidase (HRP) conjugated anti-mouse IgG + M antibody (ICN Pharmaceuticals, Inc.) for 1 hour. Thereafter, infected cells were visualized using the substrate solution I described above, and the number of infected cells was measured under a microscope. The result is shown in the item “Infected cell number” in Table 4.

また、ウイルスプラスミドの複製については、プラークアッセイにより調べた。プラークアッセイは以下のような方法で行った。
まず、MDCK細胞又はA549細胞に、表4記載の21種類の希釈ウイルスプラスミドをそれぞれ37℃で1時間接触させた。これらの細胞をPBSで3時間洗浄してこれらの細胞の周囲に付着したウイルスプラスミドを除去した後、この細胞を、1重量%アガロース及び2μg/mlアセチル化トリプシンを含むMEM培地上に播種した。ウイルスプラスミドの接触から72時間後に、細胞を0.5重量%アミドブラック溶液(エタノール:酢酸:水の体積比=45:10:45)で染色し、最後に、プラークの大きさ及び数を測定した。その結果を表4の“Plaque size”の項目に示す。
なお、表4中のRate(%)は、MDCK細胞における感染細胞数又はプラークサイズ(mm)を、A549細胞のそれに対して100分率で表した値である。
Viral plasmid replication was examined by plaque assay. The plaque assay was performed as follows.
First, 21 types of diluted virus plasmids listed in Table 4 were brought into contact with MDCK cells or A549 cells at 37 ° C. for 1 hour, respectively. These cells were washed with PBS for 3 hours to remove viral plasmid attached around these cells, and then the cells were seeded on MEM medium containing 1% by weight agarose and 2 μg / ml acetylated trypsin. 72 hours after contact with the viral plasmid, the cells were stained with a 0.5 wt% amide black solution (ethanol: acetic acid: water volume ratio = 45: 10: 45) and finally the size and number of plaques were measured. did. The result is shown in the item “Plaque size” in Table 4.
In addition, Rate (%) in Table 4 is a value representing the number of infected cells or plaque size (mm) in MDCK cells at a fraction of 100 with respect to that of A549 cells.

前述の免疫組織化学的アッセイやプラークアッセイの結果を踏まえ、ヒト細胞に対する適応の程度に応じて、23種類のウイルスプラスミドを4段階に分類した(表4)。
「Degree0」のグループのウイルスプラスミドは、MDCK細胞(α2,3シアル酸>α2,6シアル酸)及びA549細胞(α2,6シアル酸>α2,3シアル酸)の両方に関して感染力が低い(Infected cell numberが少ない)だけでなく、MDCK細胞における複製力も弱く(Plaque sizeが小さく)、A549細胞では複製を検出できなかった。なお、「Degree0」のウイルスプラスミドは、158位(及び169位)がグリコシル化されたHA、及び、幹部に欠失のない全長のNAを有していた。
Based on the results of the aforementioned immunohistochemical assay and plaque assay, 23 types of viral plasmids were classified into four stages according to the degree of adaptation to human cells (Table 4).
The virus plasmids of the “Degree 0” group have low infectivity for both MDCK cells (α2,3 sialic acid> α2,6 sialic acid) and A549 cells (α2,6 sialic acid> α2,3 sialic acid) (Infected). Not only the cell number was small) but also the replication ability in MDCK cells was weak (Plaque size was small), and replication could not be detected in A549 cells. It should be noted that the virus plasmid “Degree 0” had HA that was glycosylated at position 158 (and position 169), and full-length NA without deletion in the trunk.

「DegreeI」のグループのウイルスプラスミドは、感染力については「Degree0」のウイルスプラスミドと同様であったが、複製力に関しては、弱いながらも、MDCK細胞においてだけでなく、A549細胞での複製もみられた。なお、「DegreeI」のウイルスプラスミドは、158位(及び169位)でグリコシル化されたHA、及び、幹部に欠失を持つNAを有していた。   The virus plasmids of the “Degree I” group were similar to the virus plasmids of “Degree 0” in infectivity, but the replication ability was weak, but not only in MDCK cells but also in A549 cells. It was. The virus plasmid “Degree I” had HA glycosylated at position 158 (and position 169) and NA having a deletion in the trunk.

「DegreeII」のグループのウイルスプラスミドは、「Degree0」や「DegreeI」のウイルスプラスミドに比べて、より高い感染力及び複製力を示したが、感染力についてはMDCK細胞よりA549細胞で低く、複製力についてはMDCK細胞よりA549細胞で顕著に劣っていた。なお、「DegreeII」のウイルスプラスミドは、HA169位ではグリコシル化されているものの、HA158位はグリコシル化されておらず、また、幹部に欠失を持つNAを有していた。   The virus plasmids of the “Degree II” group showed higher infectivity and replication than the virus plasmids of “Degree 0” and “Degree I”, but the infectivity was lower in A549 cells than in MDCK cells, and replication power Was significantly inferior in A549 cells than in MDCK cells. The virus plasmid “Degree II” was glycosylated at position HA169, but was not glycosylated at position HA158 and had an NA with a deletion in the trunk.

「DegreeIII」のグループのウイルスプラスミドは、「Degree0」や「DegreeI」のウイルスプラスミドに比べて、高い感染力及び複製力を示したが、感染力についてはA549細胞よりMDCK細胞で低く、複製力については、A549細胞よりMDCK細胞で顕著に劣っていた。なお、「DegreeIII」のウイルスプラスミドは、HA169位ではグリコシル化されているものの、HA158位はグリコシル化されておらず、また、幹部に欠失のないNAを有していた。   The virus plasmids of the “Degree III” group showed higher infectivity and replication than the virus plasmids of “Degree 0” and “Degree I”, but the infectivity was lower in MDCK cells than in A549 cells, and the replication ability Was significantly inferior in MDCK cells than A549 cells. The “Degree III” viral plasmid was glycosylated at the HA169 position, but was not glycosylated at the HA158 position and had a deletion-free NA.

以上の結果から、HA158位がグリコシル化されていないことや、NAの幹部が欠失を有していないことが、シアル酸α2,6Gal−結合グリカンを有する細胞における効率的複製を促進する二つの要因であることが示された。これらの両要因を兼ね備えたDegreeIIIのウイルスプラスミドは、ヒトからヒトへ感染する可能性が高く、その流行は大きな脅威となると予想される。   From the above results, the fact that the HA158 position is not glycosylated and that the NA trunk does not have two deletions promote efficient replication in cells having sialic acid α2,6Gal-linked glycans. It was shown to be a factor. Degree III viral plasmids that combine both of these factors are likely to infect humans from person to person, and the epidemic is expected to pose a major threat.

[ウイルスデータベースにおけるウイルスの解析]
近年単離されたインフルエンザH5N1ウイルスのHA158位におけるグリコシル化の有無並びにNA幹部における欠失の有無を調べるため、NCBIのホームページ上の「Influenza Virus Resource」(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/FLU/Database/select.cgi?go=1)のデータベース及びFluwikisのホームページ上のデータベース(http://www.fluwikie.com/pmwiki.php?n=Main.HomePage)からダウンロードしたH5N1A型インフルエンザウイルスにおける、1240個のHA配列と861個のNA配列について分析を行った。その結果を図4に示す。HA158位がグリコシル化されたウイルスの比率(図4A)、及び、欠失した幹部を持つNAを有するウイルスの比率(図4B)は2000年以来徐々に増加傾向を示しているが、HA158位がグリコシル化されたウイルスについては2005年以降減少傾向が見られた。
[Virus analysis in virus database]
In order to investigate the presence or absence of glycosylation at HA158 of recently isolated influenza H5N1 virus and the presence or absence of deletion in the NA trunk, “Influenza Virus Resource” (http: //www.ncbi.nlm.nih) on the NCBI homepage .gov / genomes / FLU / Database / select.cgi? go = 1) and Fluwikis homepage database (http://www.fluwikie.com/pmwiki.php?n=Main.HomePage) Analysis was performed on 1240 HA sequences and 861 NA sequences in H5N1A influenza virus. The result is shown in FIG. The proportion of viruses with glycosylation at position HA158 (FIG. 4A) and the percentage of viruses with NA with deleted stems (FIG. 4B) has been on a gradual increase since 2000, but There has been a downward trend for glycosylated viruses since 2005.

また、同様のデータベースを用いて、HA158〜160位のアミノ酸配列を解析した結果を図4Cに示す。図4Cに示されているように、HA158〜160位のアミノ酸配列には20タイプものアミノ酸配列が存在し、H5N1A型インフルエンザウイルスがこの部分のアミノ酸配列について急速に進化していることが分かる。非グリコシル化モチーフの主要なタイプはNSA、NNA、DNA及びNDAであり、グリコシル化モチーフの主要なタイプはNST、NNT及びNSSである。   Moreover, the result of having analyzed the amino acid sequence of HA158-160th position using the same database is shown in FIG. 4C. As shown in FIG. 4C, there are as many as 20 types of amino acid sequences in the amino acid sequences at positions HA158 to 160, and it can be seen that the H5N1A influenza virus is rapidly evolving with respect to the amino acid sequence of this portion. The major types of non-glycosylated motifs are NSA, NNA, DNA and NDA, and the major types of glycosylated motifs are NST, NNT and NSS.

また、同様のデータベースを用いてHA158〜160位のアミノ酸配列を、ウイルスの単離源(ヒト、ガチョウ、ニワトリ)ごとに分類した結果を図4Dに示す。図4Dに示されているように、グリコシル化モチーフで主要なのは、NST(全単離株の31.1%)及びNNT(全単離株の27.4%)であり、非グリコシル化モチーフで主要なのは、NSA(全単離株の14.0%)であった。   Further, FIG. 4D shows the result of classifying the amino acid sequences at positions HA158 to 160 by virus isolation source (human, goose, chicken) using the same database. As shown in FIG. 4D, the major glycosylation motifs are NST (31.1% of all isolates) and NNT (27.4% of all isolates), which are non-glycosylated motifs. Major was NSA (14.0% of all isolates).

また、ヒト単離株におけるNSTグリコシル化モチーフの比率(109株のヒト単離株のうちの59.5%)は、ニワトリ単離株における同比率(393株のニワトリ単離株のうちの51.8%)と近いが、ガチョウ単離株における同比率は(371のガチョウ単離体中)16.1%に過ぎなかった(図4D)。このことは、ヒトへの感染は、ガチョウからよりもニワトリから生じていることが多いことを反映していると考えられる。さらに、834株のH5N1インフルエンザウイルスを、ヒト細胞への適応の度合に応じた前述の分類(Degree0〜III)にしたがって分類した場合の、分類ごとの株数の推移を図4Eに示す。図4Eに示されているように、ヒトへの感染に最も適したDegreeIIIは200年以降、減少傾向が見られるが、DegreeIIIに次いでヒトへの感染に適したDegreeIIのウイルスは2000年以降、増加傾向が見られた。   In addition, the ratio of NST glycosylation motif in human isolates (59.5% of 109 human isolates) was the same as that in chicken isolates (51 of 393 chicken isolates). The ratio in goose isolates (in 371 goose isolates) was only 16.1% (Figure 4D). This seems to reflect that human infections are more often caused by chickens than by geese. Further, FIG. 4E shows the transition of the number of strains for each classification when the 834 strain of H5N1 influenza virus is classified according to the above-described classification (Degree 0 to III) according to the degree of adaptation to human cells. As shown in FIG. 4E, Degree III most suitable for human infection has been decreasing since 200, but Degre II virus suitable for human infection after Degree III has increased since 2000. There was a trend.

また、前述の両データベース上の全てのH5N1型インフルエンザウイルスについて、前述の分類(Degree0〜III)にしたがって分類したところ、その90%以上が、DegreeI又はIIに属することが判明した。
欠失したNAを有してはいるものの、HA158位のグリコシル化を欠いており、それゆえヒト受容体(α2,6シアル酸)に結合する適応性を獲得したDegreeIIのウイルスは、2006年以来、特にアフリカ、ヨーロッパ及び中東地域で劇的に増加している(図4F)。したがって、DegreeIIのウイルスの受容体結合特異性の表現型変異の調査が、ウイルスのヒトからヒトへの感染を予想するために特に重要であろうと考えられる。
Further, when all the H5N1 influenza viruses on both databases described above were classified according to the above classification (Degree 0 to III), it was found that 90% or more of them belonged to Degree I or II.
Degree II virus, which lacks the NA but lacks glycosylation at position HA158 and has acquired the adaptability to bind to the human receptor (α2,6-sialic acid) since 2006 There is a dramatic increase, especially in Africa, Europe and the Middle East (FIG. 4F). Thus, investigation of the phenotypic variation of the receptor binding specificity of the virus for Degree II would be particularly important for predicting human-to-human transmission of the virus.

また、ヒトの下気道の上皮細胞において、シアル酸α2,3Gal−結合糖鎖が発現することが見出されているものの(非特許文献8、Nature 440, 435-436 (2006)、Science 312, 399 (2006))、一般に、ヒトインフルエンザウイルスは、α2,6シアル酸受容体を通して上気道の上皮細胞に感染するとされている。こうした考えは、1918年のH1N1型ウイルス(Science 303, 1838-1842 (2004)、Science 303, 1866-1870 (2004))、1957年のH2N2型ウイルス及び1968年のH3N2型ウイルスのそれぞれの流行時の初期の単離株が、それらのHAがトリウイルスに由来するにもかかわらず、α2,6シアル酸を選択的に認識する(J. Virol. 74, 8502-8512 (2000)、Virus Res. 56, 169-176 (1998))との発見により裏付けられている。しかし、本発明者らによって、ヒト単離株を含む近年のH5N1型ウイルスのほとんど(調査した単離株の約87.5%)が依然としてα2,3シアル酸受容体に選択的に結合することが判明した。   Moreover, although it has been found that sialic acid α2,3Gal-linked sugar chain is expressed in epithelial cells of the lower respiratory tract of humans (Non-patent Document 8, Nature 440, 435-436 (2006), Science 312, 399 (2006)), it is generally said that human influenza viruses infect epithelial cells of the upper respiratory tract through α2,6-sialic acid receptors. These ideas are based on the 1918 H1N1 virus (Science 303, 1838-1842 (2004), Science 303, 1866-1870 (2004)), the 1957 H2N2 virus, and the 1968 H3N2 virus. Early isolates selectively recognize α2,6 sialic acid despite their HA origin from avian viruses (J. Virol. 74, 8502-8512 (2000), Virus Res. 56, 169-176 (1998)). However, by the present inventors, most of the recent H5N1 viruses, including human isolates (about 87.5% of the isolates investigated) still bind selectively to the α2,3-sialic acid receptor. There was found.

DegreeIIに分類されるヒト単離株は、二次RBSのα2,3シアル酸受容体に対する結合によってヒト細胞に感染する可能性が考えられた。WHOのウェブサイトによると、H5N1型インフルエンザウイルスの患者の60〜70%が子供又は20歳以下である。このことは、子供の気道が大人に比べて生理学的に短く、ビリオンが気道末端まで容易に到達することと関連していることも予想された。
実際、H5N1型ヒトインフルエンザウイルスは、α2,3シアル酸受容体を通して下気道のII型肺胞に感染する(Nature 440, 435-436 (2006)、Science 312, 399 (2006))。このことは、H5N1型ウイルスのヒトからヒトへの感染が非効率的であることに寄与していると考えられる。仮に、H5N1型ウイルスがα2,6シアル酸受容体に容易に結合するヒト適応ウイルスへと変異すれば、上気道で複製し、くしゃみやせきによって他の宿主へと容易に伝播可能となり、その結果、このウイルスのヒトからヒトへの感染力は劇的に向上するだろう。2005年以来、α2,3シアル酸及びα2,6シアル酸受容体の双方に結合するDegreeIIグループを含む、ヒトや家禽由来のH5N1型ウイルスが、アフリカ、ヨーロッパ及び中東地域で劇的に増加している(図4F)。したがって、DegreeIIのウイルスの受容体結合特異性の表現型変異の研究が、ヒトからヒトへのウイルス感染を予測するために特に重要であると考えられる。
It was considered that human isolates classified as Degree II may infect human cells by binding of secondary RBS to α2,3-sialic acid receptor. According to the WHO website, 60-70% of H5N1 influenza virus patients are children or under 20 years of age. This was also expected to be related to the child's airway being physiologically shorter than adults and the virions reaching the end of the airway easily.
In fact, H5N1 human influenza virus infects type II alveoli of the lower respiratory tract through α2,3-sialic acid receptors (Nature 440, 435-436 (2006), Science 312, 399 (2006)). This is considered to contribute to the inefficient human-to-human infection of the H5N1 virus. If the H5N1 virus is mutated into a human adaptive virus that binds easily to the α2,6-sialic acid receptor, it can replicate in the upper respiratory tract and be easily transmitted to other hosts by sneezing and coughing. The infectivity of this virus from person to person will improve dramatically. Since 2005, human and poultry-derived H5N1 viruses have dramatically increased in Africa, Europe and the Middle East, including the Degree II group that binds to both α2,3 sialic acid and α2,6 sialic acid receptors. (FIG. 4F). Therefore, studies of phenotypic variation of the receptor binding specificity of the virus of Degree II appear to be particularly important for predicting human-to-human viral infection.

各再集合体ウイルスについての結合アッセイの結果を示す図である。折れ線グラフは、ELISAを利用したウイルス結合アッセイの結果示し、グラフ内の左上のパネルは、TLCを利用したウイルス結合アッセイの結果を示す。It is a figure which shows the result of the binding assay about each reassembled virus. The line graph shows the results of the virus binding assay using ELISA, and the upper left panel in the graph shows the results of the virus binding assay using TLC. A/Vietnam/1203/2004 (2FK0)の一次RBSにおける、HA上158位及び169位におけるグリコシル化及びシアル酸−ガラクトース結合リガンドの推定配置(Virology 189, 121-131 (1992))を示す図である。中央で三角形を形成する点線は、HAの三つのモノマー(a、b及びc)を分ける。また、中央にて円を形成する点線は、HAにおける一次RBSの三つのユニットを分ける。中央にて円を形成する点線の上部ユニットでは、158位Asnに結合した糖鎖が、隣接する別のHAモノマー上の169位Asnに結合した糖鎖と共にHAの一次RBSを覆い、その結果、HAの一次RBSが、受容体のシアロ−糖残基に接触できなくなると考えられる。中央にて円を形成する点線の右下及び左下のユニットは、それぞれモノマーaの169位Asn又は158位Asnのいずれかに糖鎖が結合しており、それゆえHAの一次RBSは受容体シアル化糖鎖に接触できると考えられる。The figure which shows the presumed arrangement | positioning (Virology 189, 121-131 (1992)) of glycosylation in 158 and 169 position on HA, and a sialic acid-galactose binding ligand in primary RBS of A / Vietnam / 1203/2004 (2FK0). is there. The dotted line forming a triangle at the center separates the three monomers of HA (a, b and c). A dotted line forming a circle at the center separates the three units of the primary RBS in the HA. In the upper dotted unit forming a circle in the middle, the sugar chain attached to Asn at position 158 covers the primary RBS of HA together with the sugar chain attached to Asn at position 169 on another adjacent HA monomer, It is believed that the primary RBS of HA is unable to contact the receptor sialo-sugar residues. The lower right and lower left dotted units forming a circle in the center have sugar chains bound to either the 169-position Asn or the 158-position Asn of the monomer a, respectively. Therefore, the primary RBS of HA is the receptor sial. It is thought that it can contact the sugar chain. Madin−Darbyイヌ腎臓(MDCK)細胞、及び、ヒト肺癌細胞に由来するA549細胞に、シアル酸α2,6Gal結合グリカンやシアル酸α2,3Gal結合グリカンがあるかどうかを調べるために行った、SNAレクチン(α2,6位のシアル酸に結合する)染色、MAAレクチン(α2,3位のシアル酸に結合する)染色及びCBB染色を行った結果を示す図である。SNA lectin was used to examine whether Madin-Darby canine kidney (MDCK) cells and A549 cells derived from human lung cancer cells have sialic acid α2,6Gal-binding glycans and sialic acid α2,3Gal-binding glycans. It is a figure which shows the result of having performed dyeing | staining (it couple | bonds with the sialic acid of (alpha) 2, 6 position), MAA lectin (binding | bonding with the sialic acid of (alpha) 2, 3 position), and CBB staining. 近年単離されたインフルエンザH5N1ウイルスのHA158位及び169位におけるグリコシル化の有無並びにNA幹部における欠失の有無を調べるため、NCBIのホームページ及びFluwikisのホームページ上のデータベースからダウンロードしたH5N1A型インフルエンザウイルスにおける、1240個のHA配列と861個のNA配列について分析を行った結果を示す図である。In order to investigate the presence or absence of glycosylation at HA158 and 169 of recently isolated influenza H5N1 virus and the presence or absence of deletion in the NA trunk, in H5N1A influenza virus downloaded from databases on NCBI homepage and Fluwikis homepage, It is a figure which shows the result of having analyzed about 1240 HA arrangement | sequences and 861 NA arrangement | sequences.

Claims (9)

以下の工程(a1),(a2)及び(b)を有することを特徴とする、シアリルα2,6ガラクトース結合を末端に持つ糖鎖への結合活性の高いA型インフルエンザウイルス株の同定方法。
工程(a1);A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の158位のグリコシル化の有無を分析する工程
工程(a2);A型インフルエンザウイルスのノイラミニダーゼタンパク質の幹部における欠失の有無を分析する工程
工程(b);A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の158位でグリコシル化されておらず、かつ、ノイラミニダーゼタンパク質の幹部における欠失がない場合、シアリルα2,6ガラクトース結合を末端に持つ糖鎖への結合活性の高いA型インフルエンザウイルス株と判定する工程
A method for identifying an influenza A virus strain having a high binding activity to a sugar chain having a sialyl α2,6 galactose bond at the end, comprising the following steps (a1), (a2) and (b):
Step (a1); Step of analyzing presence or absence of glycosylation at position 158 of hemagglutinin protein of influenza A virus Step (a2); Step of analyzing presence or absence of deletion at the trunk of neuraminidase protein of influenza A virus Step (b) ); When it is not glycosylated at position 158 of the hemagglutinin protein of influenza A virus and there is no deletion in the trunk of the neuraminidase protein, the binding activity to the sugar chain terminated with a sialyl α2,6 galactose bond The process of judging a high influenza A virus strain
ノイラミニダーゼタンパク質の幹部における欠失が、ノイラミニダーゼタンパク質の幹部における20アミノ酸の欠失であることを特徴とする請求項1記載の同定方法。 The identification method according to claim 1, wherein the deletion of the neuraminidase protein in the trunk is a deletion of 20 amino acids in the trunk of the neuraminidase protein. A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の227位がアスパラギン(Asn)又はアルギニン(Arg)であるかを分析する工程(a3)をさらに有することを特徴とする請求項1又は2記載の同定方法。 The identification method according to claim 1 or 2, further comprising a step (a3) of analyzing whether position 227 of the hemagglutinin protein of influenza A virus is asparagine (Asn) or arginine (Arg). A型インフルエンザウイルスが、H5N1型インフルエンザウイルスであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の同定方法。 The identification method according to any one of claims 1 to 3, wherein the influenza A virus is an H5N1 influenza virus. 以下の工程(a1),(a2)及び(b)を有することを特徴とする、ヒトへの感染力の強いA型インフルエンザウイルス株の同定方法。
工程(a1);A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の158位のグリコシル化の有無を分析する工程
工程(a2);A型インフルエンザウイルスのノイラミニダーゼタンパク質の幹部における欠失の有無を分析する工程
工程(b);A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の158位でグリコシル化されておらず、かつ、ノイラミニダーゼタンパク質の幹部における欠失がない場合、ヒトへの感染力の強いA型インフルエンザウイルス株と判定する工程
A method for identifying an influenza A virus strain having strong infectivity to humans, comprising the following steps (a1), (a2) and (b):
Step (a1); Step of analyzing presence or absence of glycosylation at position 158 of hemagglutinin protein of influenza A virus Step (a2); Step of analyzing presence or absence of deletion at the trunk of neuraminidase protein of influenza A virus Step (b) ); A step of determining an influenza A virus strain having strong infectivity to humans when it is not glycosylated at position 158 of the hemagglutinin protein of influenza A virus and there is no deletion in the trunk of neuraminidase protein
ノイラミニダーゼタンパク質の幹部における欠失が、ノイラミニダーゼタンパク質の幹部における20アミノ酸の欠失であることを特徴とする請求項5記載の同定方法。 6. The identification method according to claim 5, wherein the deletion in the trunk of the neuraminidase protein is a deletion of 20 amino acids in the trunk of the neuraminidase protein. A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の227位がアスパラギン(Asn)又はアルギニン(Arg)であるかを分析する工程(a3)をさらに有することを特徴とする請求項5又は6記載の同定方法。 The identification method according to claim 5 or 6, further comprising a step (a3) of analyzing whether position 227 of the hemagglutinin protein of influenza A virus is asparagine (Asn) or arginine (Arg). A型インフルエンザウイルスが、H5N1型インフルエンザウイルスであることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の同定方法。 The identification method according to any one of claims 5 to 7, wherein the influenza A virus is an H5N1 influenza virus. A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンタンパク質の158位のグリコシル化活性組成物を含有することを特徴とする、A型インフルエンザウイルスに対するヒト感染防除剤。 An agent for controlling human infection against influenza A virus, comprising a glycosylation active composition at position 158 of hemagglutinin protein of influenza A virus.
JP2007202391A 2007-08-02 2007-08-02 Method for identification of influenza a virus strain having strong infectiousness to human body Pending JP2009034061A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007202391A JP2009034061A (en) 2007-08-02 2007-08-02 Method for identification of influenza a virus strain having strong infectiousness to human body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007202391A JP2009034061A (en) 2007-08-02 2007-08-02 Method for identification of influenza a virus strain having strong infectiousness to human body

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009034061A true JP2009034061A (en) 2009-02-19

Family

ID=40436588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007202391A Pending JP2009034061A (en) 2007-08-02 2007-08-02 Method for identification of influenza a virus strain having strong infectiousness to human body

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009034061A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160114412A (en) * 2015-03-24 2016-10-05 엘지전자 주식회사 Sensor for Influenza Detection
JP2020501520A (en) * 2016-11-08 2020-01-23 アカデミア シニカAcademia Sinica Recombinant virus, compositions containing it, and uses thereof

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6012051276; Proc. Natl. Acad. Sci. USA Vol.101, No.21, 2004, P.8156-8161 *
JPN6012051278; J. Virol. Vol.65, No.6, 1991, P.3022-3028 *
JPN6012051279; The Molecular Immunology of Complex Carbohydrates-2 Vol.491, 2001, P.445-451 *
JPN6012051280; J. Virol. Vol.79, No.15, 2005, P.9926-9932 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160114412A (en) * 2015-03-24 2016-10-05 엘지전자 주식회사 Sensor for Influenza Detection
KR102316324B1 (en) 2015-03-24 2021-10-22 엘지전자 주식회사 Sensor for Influenza Detection
JP2020501520A (en) * 2016-11-08 2020-01-23 アカデミア シニカAcademia Sinica Recombinant virus, compositions containing it, and uses thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nuwarda et al. An overview of influenza viruses and vaccines
Stevens et al. Recent avian H5N1 viruses exhibit increased propensity for acquiring human receptor specificity
Richt et al. Vaccination of pigs against swine influenza viruses by using an NS1-truncated modified live-virus vaccine
Chutinimitkul et al. Virulence-associated substitution D222G in the hemagglutinin of 2009 pandemic influenza A (H1N1) virus affects receptor binding
Stevens et al. Structure and receptor specificity of the hemagglutinin from an H5N1 influenza virus
Medina et al. Influenza A viruses: new research developments
JP5745584B2 (en) Modified influenza virus for monitoring and improving vaccine efficiency
Ito et al. Differences in sialic acid-galactose linkages in the chicken egg amnion and allantois influence human influenza virus receptor specificity and variant selection
Salomon et al. The polymerase complex genes contribute to the high virulence of the human H5N1 influenza virus isolate A/Vietnam/1203/04
Hütter et al. Toward animal cell culture–based influenza vaccine design: viral hemagglutinin N-glycosylation markedly impacts immunogenicity
Chen et al. Receptor specificity of subtype H1 influenza A viruses isolated from swine and humans in the United States
Job et al. Addition of glycosylation to influenza A virus hemagglutinin modulates antibody-mediated recognition of H1N1 2009 pandemic viruses
JP2018134107A (en) Influenza virus vaccines and uses thereof
JP2018166515A (en) Vaccines for use in prophylaxis and treatment of influenza virus disease
Zhao et al. Glycosylation of the hemagglutinin protein of H5N1 influenza virus increases its virulence in mice by exacerbating the host immune response
Job et al. Serum amyloid P is a sialylated glycoprotein inhibitor of influenza A viruses
Khurana et al. Recombinant HA1 produced in E. coli forms functional oligomers and generates strain-specific SRID potency antibodies for pandemic influenza vaccines
JP5886194B2 (en) Compositions and methods for diagnosis and / or treatment of influenza infection
JP2010500880A (en) Hemagglutinin polypeptide and reagents and methods related to hemagglutinin polypeptide
Peng et al. Molecular characterization of H9N2 influenza virus isolated from mink and its pathogenesis in mink
JP2010500880A5 (en)
Wen et al. Mutation W222L at the receptor binding site of hemagglutinin could facilitate viral adaption from equine influenza A (H3N8) virus to dogs
Chen et al. N-glycan profiles in H9N2 avian influenza viruses from chicken eggs and human embryonic lung fibroblast cells
JP6518597B2 (en) Human adaptation of H5 influenza
Hiono et al. Lectin microarray analyses reveal host cell-specific glycan profiles of the hemagglutinins of influenza A viruses

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20100729

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100730

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20100729

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121001

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121128

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121210

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130812