JP2010536394A - マゴイ(シプリヌス・カルピオ・カルピオ)又はニシキゴイ(シプリヌス・カルピオ・コイ)においてKHV/CyHV−3により引き起こされる疾患の予防のための組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)及びワクチン - Google Patents

マゴイ(シプリヌス・カルピオ・カルピオ)又はニシキゴイ(シプリヌス・カルピオ・コイ)においてKHV/CyHV−3により引き起こされる疾患の予防のための組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)及びワクチン Download PDF

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Abstract

本発明は、魚、好ましくはコイ、より好ましくはシプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)において免疫原性がある、組み換えコイヘルペス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)及び、コイヘルペスウイルス(KHV)又はCyHV−3により引き起こされる疾患の予防及び/又は治療処置のためのワクチンに関する。コイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)により引き起こされる疾患に対して、魚において、好ましくはコイ、より好ましくはシプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)において免疫を与えるために、5種類の組み換えヘルペスウイルスが使用される。

Description

本発明は、組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)及び、マゴイ(シプリヌス・カルピオ・カルピオ(Cyprinus carpio carpio))又はニシキゴイ(シプリヌス・カルピオ・コイ(Cyprinus carpio koi))においてコイヘルペスウイルス/コイ科ヘルペスウイルス3により引き起こされる疾患の予防のためのワクチンに関する。
マゴイ(Cyprinus carpio carpio)は、主にアジア、欧州及び中東で食用のために最も広く養殖されている魚である。一方、ニシキゴイ(Cyprinus carpio koi)亜種は、特に日本で、さらには世界中でも、個人の娯楽のために又は品評会のために、高価で美しく、色鮮やかなペット魚として養殖されている。マゴイ及びニシキゴイで致死的疾患を引き起こすウイルスは、最初はコイヘルペスウイルス疾患(KHVD)と呼ばれ、1996年に英国で検出された。このウイルスは、イスラエル、米国及びドイツにおいてニシキゴイ及びマゴイ間での大量死の原因としてすぐに同定された。マゴイの集約的養殖及びニシキゴイのショー及び国際貿易によって、残念なことに、この非常に感染力が高く非常に毒性の強い疾患が急速に世界に広がった。その出現から、KHVDによって、ニシキゴイ及びマゴイ両方の養殖産業で世界的に深刻な経済的損失が引き起こされてきた。
ウイルスの初期の特性評価から、エンベロープ及びテグメント様構造により囲まれた100−110nmの20面体の電子密度の高いコアを有するヘルペス様構造が示された。ウイルスのゲノムは、コイ科ヘルペスウイルス1(CyHV−1)と同様であるが、通常125から240kbの大きさの範囲であるその他のヘルペスウイルス科のメンバーより大きい、−295kbの直線状の2本鎖DNA(dsDNA)を含む。KHVゲノムの配列がごく最近公開された(Aokiら、J Virol、81、p.5058−5065(2007))。KHVゲノムは、何れのその他の既知のウイルス配列とも相同性がないかなりの数のDNA配列を含有する。さらに、これは、ヘルペスウイルス、ポックスウイルス、イリドウイルス及びその他の大きなDNAウイルスのような、いくつかのdsDNAウイルスのものと類似するポリペプチドをコードする高度に分岐したDNA配列を含有する。
このウイルスのユニークな特性から、3種類の異なる名称:第一に、その形態学的特徴によるコイヘルペスウイルス(KHV);第二に魚におけるその病原性の影響によるコイ間質性腎炎及び鰓壊死症ウイルス(CNGV);及び最後にCyHV−1及びCyHV−2との遺伝子内容物類似性によるコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)がもたらされている。後者の名称は、最近、ウイルスゲノムの全長が配列決定されたことにより、さらに支持されるようになった。しかし、本明細書では以後、KHVという名称を使用する。
KHVは、ヘルペスウイルスメンバーの中で今まで同定されたものの中で最大ゲノムに相当するおよそ295kbのゲノムを有する。1996年にKHVが最初に同定されてから、KHV病原性における及び天然宿主の感染の生物学における個々の遺伝子の役割に関する情報は得られていない。
弱毒化ワクチン候補は、国際公開WO2004/061093A1に記載されている。しかし、このワクチン候補には2つの大きな欠点がある。第一に、弱毒化は、インビトロでのウイルス複製中に生じた無作為突然変異の結果である。結果として、弱毒化の決定論は不明であり、完全に病原性である表現型への復帰を考慮しないわけにはいかない。第二に、ワクチン株は、小さな幼魚においては毒性が残存しており、ワクチン付与対象物の最大20%が死に至る。
国際公開第2004/061093号
Aoki他、J Virol、81、2007年、p.5058−5065
1996年に最初に単離されてから、KHVに関する研究が増加している。これらから、ウイルス遺伝子内容物、ウイルス病原性、感染の病因、感染の診断及び制御法に関連するデータが報告された。しかし、現在まで、KHV組み換え株は作製されておらず、結果としてKHV病原性及び天然宿主の感染の生物学における個々の遺伝子の役割は不明である。同様に、KHV組み換え株がないことから、市場でその疾患を制御するための安全で有効な弱毒化組み換えワクチンがないことが明らかにされ得る。
KHVにおける応用及び基礎研究は、組み換えウイルス作製を必要とする。最近、細菌人工染色体(BAC)ベクター(Messerleら、Proc Natl Acad Sci USA、94、14759−14763(1997);Wagnerら、Trends Microbiol、10、318−324(2002))の使用によって、大きなヘルペスウイルスゲノムの操作が容易になった。これらのベクターにより、大腸菌(Escherichia coli(E.コリ))でのウイルスゲノムの維持及び効率的な突然変異誘発と、それに続く、許容状態の真核細胞へのBACプラスミドの遺伝子移入による子孫ビリオンの再構成が可能になる。現在まで、BACとしてクローニングされた最大のヘルペスウイルスゲノムに相当するヒトサイトメガロウイルス(HCMV)を含め、いくつかのヘルペスウイルスのゲノムを、感染性BACクローンとして増殖させることに成功している(230Kb)(Borstら、J Virol、73、8320−8329(1999))。
従って、本発明の目的は、KHV感染を制御するための安全で有効な弱毒化ワクチンの開発のために使用することができるワクチンとしての、KHVの株又はコンストラクトを提供することであった。さらなる目的は、魚全体又は魚類細胞へのポリヌクレオチド配列、即ち遺伝物質の輸送のための、KHV由来のDNA配列及びベクターを提供することであった。
この目的は、魚において、好ましくはコイにおいて、より好ましくはシプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)、またさらに好ましくはマゴイ(Cyprinus carpio carpio)及び/又はニシキゴイ(Cyprinus carpio koi)において免疫原性がある、組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)により解決された。
驚くことに、好ましくは毒性に関与する少なくとも1つの遺伝子が欠損している本発明の組み換えコイヘルペスウイルスは、このヘルペスウイルスに感染した場合、コイの致死率が顕著に低下するか又は致死とならず、野生型コイヘルペスウイルスに対する免疫を与える。
今までのところ、様々な研究者グループが、数年にわたり、BACとしてKHVゲノムをクローニングすることを試み、失敗してきた。彼らが得たのは、ゲノムが縮小したクローンのみであった。これらの問題は、今までのところクローニングされたあらゆるその他のヘルペスウイルスよりも大きい、KHVゲノムの大きさによるものであり得る(クローニングされた最新の最大ヘルペスウイルスの大きさは235kbであり、一方、KHVヘルペスウイルスの大きさは290から300kbの範囲である。)。このウイルスのクローニングのためのさらなる問題は、ゲノム中に含まれる多くの反復配列によるものであり、この結果、クローンが不安定になり大きさが小さくなり得る。従って、本発明は、初めて、290から300kbの範囲の大きさである、KHVゲノムの全長感染性BACクローンを提供する。本発明はまた、初めて、290から300kbの範囲の大きさを有するヘルペスウイルスゲノムに対する弱毒化組換え体を作製する。さらなる実施形態において、BACベクター配列は、組み換えコイヘルペスウイルスのヘルペスウイルスゲノムから切除され得、それにより、ヘルペスウイルスゲノムの切除部位又は元の挿入部位に異種配列が残される。組み換えコイヘルペスウイルスのこのBACベクター配列切断コンストラクトはまた、下記で概説されるように、毒性に関与する少なくとも1つの遺伝子が欠損しており、所望の特性を示す。
KHV BACクローン及びBACベクター配列がヘルペスウイルスゲノムから切除される、上述のKHVコンストラクトの何れかの形態における本発明による組み換えコイヘルペスウイルスは、特異的遺伝子をゲノムから欠損させるために、例えば遺伝子操作技術を含むさらなる操作のために使用され得る。それによって、ウイルス遺伝子欠損が複数である場合、ゲノムの大きさが顕著に縮小され得る。従って、得られる派生物も本発明の範囲内である。
好ましい実施形態において、組み換えコイヘルペスウイルスは、コイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)により引き起こされる疾患に対して、魚において、好ましくはコイにおいて、より好ましくはシプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)において、またさらに好ましくはマゴイ(Cyprinus carpio carpio)及び/又はニシキゴイ(Cyprinus carpio koi)において免疫を与える能力を有する。
好ましくは、組み換えコイヘルペスウイルスは、複製に必須ではない1以上のウイルス遺伝子が欠損している。より好ましくは、組み換えコイヘルペスウイルスは、毒性に関与する少なくとも1つの遺伝子が欠損している。本発明による組み換えコイヘルペスウイルスは、チミジンキナーゼ遺伝子;ORF12:推定腫瘍壊死因子(TNF)受容体遺伝子;ORF16:推定Gタンパク質共役受容体(GPCR)遺伝子;ORF134:推定インターロイキン10ホモローグ遺伝子;ORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子又はそれらの何らかの組み合わせからなる群から選択される毒性に関与する少なくとも1つの遺伝子が欠損していることが特に好ましい。本発明による組み換えコイヘルペスウイルスは、ウイルス性チミジンキナーゼ遺伝子及び、ORF12:推定腫瘍壊死因子(TNF)受容体遺伝子;ORF16:推定Gタンパク質共役受容体(GPCR)遺伝子;ORF134:推定インターロイキン10ホモローグ遺伝子;ORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子又はそれらの何らかの組み合わせからなる群から選択される毒性に関与する少なくとも1つのさらなる遺伝子が欠損していることがさらに好ましい。組み換えコイヘルペスウイルスは、上述の遺伝子の全てが欠損していることがさらに特に好ましい。さらに、組み換えコイヘルペスウイルスは、さらなるウイルス遺伝子が欠損し得る。
本発明の特に好ましい実施形態において、組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)はチミジンキナーゼ遺伝子が欠損している。
さらに、好ましくは、組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)は、ORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子が欠損している。
またさらに好ましくは、組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)はチミジンキナーゼ遺伝子及びORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子が欠損している。
別の実施形態において、組み換えコイヘルペスウイルスは、コイヘルペスウイルスが複製特性を制限しているように、複製に必須である1以上のウイルス遺伝子が欠損している。
本発明のさらに好ましい実施形態において、組み換えコイヘルペスウイルスは生きている形態である。好ましくは、組み換えコイヘルペスウイルスは、許容状態の真核細胞又は魚個体、好ましくはコイにおいて、よりさらに好ましくはシプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)、またさらに好ましくはマゴイ(Cyprinus carpio carpio)及び/又はニシキゴイ(Cyprinus carpio koi)に導入された際に、感染粒子を再構成する能力を有する。
さらに好ましくは、組み換えコイヘルペスウイルスは弱毒化形態である。
本発明のさらに好ましい実施形態において、組み換えコイヘルペスウイルスにより、前記のヘルペスウイルスに感染した、魚において、好ましくはコイにおいて、より好ましくはマゴイ(Cyprinus carpio carpio)又はニシキゴイ(Cyprinus carpio koi)において、結果として致死率が、40%以下、好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下、さらに好ましくは1%以下、さらに好ましくは0.1%以下及び最も好ましくは結果として致死率が0.0%となる。
本発明の別の実施形態において、組み換えコイヘルペスウイルスは、不活性で非複製形態であるか又は欠損弱毒化形態である。非複製組み換え株は、複製に必須のKHV遺伝子の欠損により作製され得る。このような欠失ウイルスは、消失遺伝子を安定に発現する許容状態の細胞株において培養される(トランス−コンプリメンテーション(trans−complementation))。このアプローチは、gE欠失Suidヘルペスウイルス1(オーエスキーウイルス)及びウシヘルペスウイルス1などの様々なヘルペスウイルスに対して首尾よく使用されてきた。非複製組み換えコイヘルペスウイルスを受容するために、複製に関与する何らかの遺伝子を欠失させ得る。言い換えると、不活性化が非複製組み換えコイヘルペスウイルスを受容することに関与する、何らかの遺伝子を欠失させ得る。好ましくは、非複製形態をもたらすために欠失させ得る本発明による組み換えKHVの遺伝子は:ORF25、ORF31、ORF32、ORF34、ORF35、ORF42、ORF43、ORF45、ORF51、ORF57、ORF59、ORF60、ORF62、ORF65、ORF66、ORF68、ORF70、ORF72、ORF78、ORF81、ORF84、ORF89、ORF90、ORF92、ORF95、ORF97、ORF99、ORF108、ORF115、ORF131、ORF132、ORF136、ORF137、ORF148、ORF149からなる群から選択される。
「欠損弱毒化形態」とは、組み換えコイヘルペスウイルスが細胞又は魚個体(例えばシプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)、マゴイ(Cyprinus carpio carpio)又はニシキゴイ(Cyprinus carpio koi))に感染する能力を有するが複製することができないことを意味する。
さらに好ましくは、本発明による組み換えコイヘルペスウイルスは、BAC(細菌人工染色体)ベクター配列を含む。好ましくは、組み換えコイヘルペスウイルスは、コイヘルペスウイルスゲノムに挿入されるBAC(細菌人工染色体)ベクター配列を含む。
さらに好ましくは、組み換えコイヘルペスウイルスは、ウイルス性チミジンキナーゼ遺伝子又はあるいは毒性に関与する何らかのその他のウイルス遺伝子及び/又はウイルス複製に必須ではない何らかのその他のウイルス遺伝子及び/又は何らかの遺伝子間領域に挿入されるBAC(細菌人工染色体)ベクター配列を含む。BACベクター配列が、相同組み換えを媒介する配列、好ましくはloxPが両側にあることが特に好ましい。さらに好ましくは、BACベクター配列は選択可能マーカーを含む。またさらに好ましくは、選択可能マーカーは、薬物選択可能マーカーである。さらにより好ましくは、選択可能マーカーは、緑色タンパク質をコードする遺伝子である。さらに好ましい実施形態において、前記組み換えヘルペスウイルスのゲノムは、プラスミドの形態で存在する。これは、BACベクター配列を含む上述の組み換えコイヘルペスウイルスの環状形態を単離すること及び細菌細胞への導入により達成される。本発明にとっては、毒性に関与する上述の遺伝子の1以上が遺伝子操作技術により欠損させられる限り、毒性に関与するウイルス遺伝子の1以上にBAC(細菌人工染色体)ベクター配列が挿入されることは必須でないことに注意されたい。従って、BACベクター配列は、毒性に関与するウイルス遺伝子の1以上が欠失される場合(好ましくはウイルスチミジンキナーゼ遺伝子及び/又はウイルス性ORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子)、ウイルスの何らかの遺伝子間領域に挿入され得る。
本発明の別の実施形態において、BACベクター配列はヘルペスウイルスゲノムから切除され、それにより、ヘルペスウイルスゲノムの切除部位又は元の挿入部位に異種配列が残される。好ましくは、異種配列は200ヌクレオチド未満のサイズである。loxP隣接BACベクター配列を切除するCreレコンビナーゼを発現する許容状態の真核細胞への組み換えKHVの導入によって、切除を行う。得られる組み換えKHVは、好ましくは感染粒子を形成することが可能であり得る。
組み換えコイヘルペスウイルスのさらに好ましい実施形態において、さらなるウイルス遺伝子は、それらの活性が修飾されているか又はそれらの活性を欠損しているか又は欠失している。
さらに好ましい実施形態において、組み換えコイヘルペスウイルスは異種配列又は異種遺伝子をさらに含んでいる。これによって、個々の接種魚に何らかの遺伝子が導入され得る。好ましくは、さらなる異種遺伝子はコイ春ウイルス血症を引き起こすラブドウイルスのG糖タンパク質である。このようなコンストラクトは、KHVだけでなくコイ春ウイルス血症からワクチン接種魚を守る。
本発明はまた、チミジンキナーゼ遺伝子が欠損している組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)も提供する。
さらに、本発明は、ORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子が欠損している組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)を提供する。
またさらに、本発明は、チミジンキナーゼ遺伝子及びORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子が欠損している組み換えコイヘルペスウイルスを提供する。
驚くことに、チミジンキナーゼ遺伝子が欠損している組み換えコイヘルペスウイルスにより、このヘルペスウイルスに感染した場合にコイの致死率が顕著に低下し、野生型コイヘルペスウイルスに対する免疫がもたらされる。チミジンキナーゼ遺伝子及びORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子が欠損している組み換えコイヘルペスウイルスならびにORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子のみが欠損している組み換えコイヘルペスウイルスは、このヘルペスウイルスに感染した場合にコイが死に至らず、野生型コイヘルペスウイルスに対する免疫を与える。
本発明はまた、魚におけるワクチン目的及び/又は予防的健康管理で使用されるべきDNA配列も提供する(このDNA配列は、コイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)により引き起こされる疾患に対して、魚において、好ましくはコイにおいて、より好ましくはシプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)において、より好ましくはマゴイ(Cyprinus carpio carpio)又はニシキゴイ(Cyprinus carpio koi)において、免疫を与える能力を有する。)。
DNA配列はコイヘルペスウイルスゲノム又はその一部を含んでいる。DNA配列の好ましい実施形態において、コイヘルペスウイルスゲノムは、チミジンキナーゼ遺伝子、ORF12:推定腫瘍壊死因子(TNF)受容体遺伝子、ORF16:推定Gタンパク質共役受容体(GPCR)遺伝子、ORF134:推定インターロイキン10ホモローグ遺伝子、ORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子又はそれらの何らかの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子が欠損しており、好ましくは、チミジンキナーゼ遺伝子及び/又はORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子、さらに好ましくは両方の遺伝子が欠損している。
さらに好ましい実施形態において、DNA配列は、異種配列又は異種遺伝子をさらに含んでいる。これにより、個々の接種魚に何らかの遺伝子が導入され得る。好ましくは、さらなる異種遺伝子はコイ春ウイルス血症を引き起こすラブドウイルスのG糖タンパク質である。
本発明はまた、コイヘルペスウイルスゲノム又はその一部を含むベクターも提供する。ベクターの好ましい実施形態において、コイヘルペスウイルスゲノムは、チミジンキナーゼ遺伝子、ORF12:推定腫瘍壊死因子(TNF)受容体遺伝子、ORF16:推定Gタンパク質共役受容体(GPCR)遺伝子、ORF134:推定インターロイキン10ホモローグ遺伝子、ORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子又はそれらの何らかの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子を欠損しており、好ましくは、チミジンキナーゼ遺伝子及び/又はORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子、さらに好ましくは両方の遺伝子を欠損している。
本発明による組み換えコイヘルペスウイルス及びベクターは、シプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)以外のこのような魚類又はそれら由来の細胞に関心のある遺伝子を輸送するためのベクターとして、シプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)において及びまたコイ以外のその他の魚でも使用することができる。本発明による組み換えコイヘルペスウイルス及びベクターは、野生型コイヘルペスウイルスによるか又は本発明の組み換えコイヘルペスウイルスによるか又は本発明のベクターによる感染に感受性がある全ての魚においてインビボ発現ベクターとして使用することができる。好ましくは、このような魚は、コイと共生するものの何れかであり得る。さらに好ましくは、これらの魚は、テラピア群(オレオクロミス・ニロティカス(Oreochromis niloticus))、シルバーパーチ(ビディアヌス・ビディアヌス(Bidyanus bidyanus))、シルバーカープ(ヒポフタルミクチス・モリトリクス(Hypophthalmichthys molitrix))、キンギョ(カラシウス・オラートゥス(Carassius auratus))、フナ(カラシウス・カラシウス(Carassius carassius))、ゴールデン・イデ(ローシスクス・イドゥス(Leuciscus idus))、ダニューブ・ナマズ(イクタルルス・ネロス(Ictalurus nelos))及びソウギョ(クテノファリンゴドン・イデラ(Ctenopharyngodon idella))の魚からなる群から選択される。これは、シプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)もしくはそれら由来の細胞又はシプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)以外の魚類もしくはそれら由来の細胞に、ポリヌクレオチド又は関心のある遺伝子を輸送するためのベクターとして、本発明による組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)又は本発明のコイヘルペスウイルスゲノム又はその一部を含むベクターを使用することができることを意味する。上記で概説されるように、本発明による前記組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)又は本発明によるコイヘルペスウイルスゲノム又はその一部を含むベクターは、好ましくは、チミジンキナーゼ遺伝子;ORF12:推定腫瘍壊死因子(TNF)受容体遺伝子;ORF16:推定Gタンパク質共役受容体(GPCR)遺伝子;ORF134:推定インターロイキン10ホモローグ遺伝子;ORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子又はそれらの何らかの組み合わせからなる群から選択される毒性に関与する少なくとも1つの遺伝子が欠損しており、好ましくはチミジンキナーゼ遺伝子(TK)及び/又はORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子(TMPK)が欠損しており、好ましくは両方の遺伝子が欠損している。
またさらに好ましい実施形態において、本ベクターは異種配列又は異種遺伝子をさらに含んでいる。これにより、何らかの遺伝子が個々の魚に導入され得る。好ましくは、さらなる異種遺伝子は、コイ春ウイルス血症を引き起こすラブドウイルスのG糖タンパク質である。このようなコンストラクトは、KHVからワクチン接種魚を守るだけでなく、コイ春ウイルス血症からも守る。
さらに好ましくは、本ベクターは、BACベクター配列をさらに含んでいる。さらに好ましくは、本ベクターは、許容状態の真核細胞に導入された場合に、複製能を有し、さらに好ましくは感染粒子を再構成する能力も有する。
さらに好ましい実施形態において、本ベクターは、コイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)により引き起こされる疾患に対する防御免疫反応を誘導するために、許容状態の細胞又は魚個体に導入された場合に、KHVウイルス遺伝子を発現させることができる。さらに好ましくは、本ベクターは、魚において、好ましくはコイにおいて、より好ましくはシプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)において、より好ましくはマゴイ(Cyprinus carpio carpio)又はニシキゴイ(Cyprinus carpio koi)において、コイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)により引き起こされる疾患に対する免疫を付与する能力を有する。
本発明はまた、上記で言及し特徴を述べた、本発明による組み換えコイヘルペスウイルス又はDNA配列又はベクターを含む細胞も提供する。好ましくは、本細胞は、細菌細胞である。別の実施形態において、本細胞は、許容状態の真核細胞、好ましくは魚由来の細胞、好ましくはコイ由来、より好ましくはマゴイ(Cyprinus carpio carpio)又はニシキゴイ(Cyprinus carpio koi)由来の細胞である。原核又は真核の何れかであり得る本細胞は、本発明による、上述の組み換えコイヘルペスウイルス又は上述のDNA配列又は上述のベクターの感染又は遺伝子移入により得ることができる。本細胞は、「形質転換体」と呼ばれ得る。ウイルスチミジンキナーゼ遺伝子に組み込まれたBACベクター配列を有する組み換えコイヘルペスウイルスを含むE.コリ株は、Belgian Coordinated Collection of Microorganisms(BCCM)(BCCM/LMPB Plasmid Collection、Department of Molecular Biology、Ghent University、Technologiepark 927、9052 Gent−Zwijnaarde、Belgium)に寄託した。本細胞は、2007年7月13日に寄託し、寄託番号LMBP5658を割り当てられた。この細胞は特に好ましい。
本発明はまた、本発明による細胞により生成されるウイルス又はウイルス粒子も提供する。
本発明は、許容状態の真核細胞への、次の組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)ゲノム又は組み換えコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)ゲノム:(a)細菌人工染色体(BAC)ベクター配列を含む組み換えkoiヘルペスウイルスゲノム(KHV)又は組み換えコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)ゲノム;(b)組み換えコイヘルペスウイルスゲノム(KHV)又は組み換えコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)ゲノム(細菌人工染色体(BAC)ベクター配列が(a)のコンストラクトから切除される。)の何れか1つの導入;及び組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)又は組み換えコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)を生成させるための宿主細胞の培養の段階を含む、組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)の感染粒子の生成のための方法をさらに提供する。
さらに、本発明はまた、上述の方法により生成される感染粒子にも関する。さらに好ましくは、提供される感染粒子は、次の何れか1つを含んでいる:(a)細菌人工染色体(BAC)ベクター配列を含む、組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)ゲノム又は組み換えコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)ゲノム;(b)細菌人工染色体(BAC)ベクター配列が(a)のコンストラクトから切除される、組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)ゲノム又は組み換えコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)ゲノム。
上述の組み換えコイヘルペスウイルス、上述のDNA配列、上述のベクター又は上述の感染粒子は、注射又は薬浴法又は経口による、魚、好ましくはマゴイ(Cyprinus carpio carpio)又はニシキゴイ(Cyprinus carpio koi)個体の免疫付与のために使用することができる。従って、本発明はまた、本発明による、上述の組み換えコイヘルペスウイルス又は上述のDNA配列又は上述のベクター又は上述の感染粒子を用いて免疫付与されたマゴイ(Cyprinus carpio carpio)又はニシキゴイ(Cyprinus carpio koi)個体も提供する。
本発明は、コイヘルペスウイルス(KHV)又はCyHV−3をさらに提供する。本明細書中でFL株とも呼ばれるコイヘルペスウイルス分離株は、Belgian Coordinated Collection of Microorganisms(BCCM)(BCCM/LMPB Plasmid Collection、Department of Molecular Biology、Ghent University、Technologiepark 927、9052 Gent−Zwijnaarde、Belgium)に寄託された。FL分離株は、2007年7月13日に寄託され、寄託番号LMBP6581CBが割り当てられた。この分離株(FL)は、3つの重要な特性を示す:(i)細胞培養において非常に効率的な増殖特性を有する;(ii)同等の野生型株よりも病原性が低い;及び(iii)2gマゴイにおいて疾患の発症が2週間遅延する。このような分離株を得るために、様々なKHV野生分離株を、インビトロでのそれらの増殖特性(図1)及びニシキゴイ(7g)及びマゴイ(2g)でのそれらの毒性(図2)について比較した。これらの試験の結果に基づき、本明細書で以後FLと呼ばれる株を選択した。KHV/CyHV−3参照株(IS株)と比較して、FL株はインビトロでより効率的に複製し、インビボで病原性が低かった。7gニシキゴイでアッセイした場合、IS及びFL株は、それぞれ90%及び80%の致死率となった(図2)。2gマゴイでアッセイした場合、FL株により誘導される疾患の発症はIS株と比較して2週間遅かった。高毒性のKHV IS株と比較して2週間の遅延が観察されることから及び、マゴイで高毒性のKHV IS株により引き起こされる疾患の発症が約1週間後に起こることを考慮して、このようなFL株は、生弱毒化組み換え株の開発のための適切な親株に相当すると考えられる。
本発明で提供されるKHV FL株(寄託番号LMBP6581 CB)は、不活性化ワクチンの作製に非常に有用であり得、従って、産業面で重要な潜在力を有する。
上述の本発明による組み換えコイヘルペスウイルスを構築するためにFL分離株を使用した。例えば、本発明による組み換えコイヘルペスウイルスを得るために、BACベクター配列をウイルスチミジンキナーゼ遺伝子に導入した。しかし、本発明による組み換えコイヘルペスウイルスを構築するために、何らかのその他のKHV分離株を使用することができる。マゴイにおいて親ワクチン株となる可能性があるものとして、FL BAC切除株をアッセイした(図8参照)。7gマゴイにFL株、FL BAC回収株及びFL BAC切除株を接種し、それぞれ、80%、40%及び40%の致死率となった。この実験から、TK遺伝子座の破壊は、ウイルスの劇的な減弱に関与することが分かった。一次接種のために使用された株とは独立して、一次接種に対して生き残った魚は全て、毒性FL株でのさらなる抗原曝露に対する防御免疫反応を発現した(図8の矢印5「抗原曝露」参照)。これらのデータを合わせると、複数回弱毒化組み換えワクチン開発のためのFL BACクローンの親プラスミドとしての可能性が裏付けられる。
本発明のさらに好ましい実施形態において、コイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)寄託番号LMBP6581CBは、魚において、好ましくはコイにおいて、より好ましくはシプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)において、またさらに好ましくはマゴイ(Cyprinus carpio carpio)及び/又はニシキゴイ(Cyprinus carpio koi)において、コイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)により引き起こされる疾患に対して、免疫を与える能力を有する。
好ましくは、コイヘルペスウイルス(KHV)寄託番号LMBP6581CBの派生物は、複製に必須ではない1以上のウイルス遺伝子が欠損している。より好ましくは、コイヘルペスウイルス(KHV)寄託番号LMBP6581CBの派生物は、毒性に関与する少なくとも1つの遺伝子が欠損している。本発明によるコイヘルペスウイルス(KHV)寄託番号LMBP6581CBの派生物は、チミジンキナーゼ遺伝子;ORF12:推定腫瘍壊死因子(TNF)受容体遺伝子;ORF 16:推定Gタンパク質共役受容体(GPCR)遺伝子;ORF134:推定インターロイキン10ホモローグ遺伝子;ORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子又はそれらの何らかの組み合わせからなる群から選択される毒性に関与する少なくとも1つの遺伝子が欠損していることが特に好ましい。本発明によるコイヘルペスウイルス(KHV)寄託番号LMBP6581CBの派生物は、ウイルスチミジンキナーゼ遺伝子及び、ORF12:推定腫瘍壊死因子(TNF)受容体遺伝子;ORF16:推定Gタンパク質共役受容体(GPCR)遺伝子;ORF134:推定インターロイキン10ホモローグ遺伝子;ORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子又はそれらの何らかの組み合わせからなる群から選択される毒性に関与する少なくとも1つのさらなる遺伝子が欠損していることがさらに好ましい。コイヘルペスウイルス(KHV)寄託番号LMBP6581CBの派生物は、上述の遺伝子の全てが欠損していることがさらに特に好ましい。さらに、コイヘルペスウイルス(KHV)寄託番号LMBP6581CBの派生物は、さらなるウイルス遺伝子が欠損し得る。さらに好ましくは、コイヘルペスウイルス(KHV)寄託番号LMBP6581CBの派生物は、チミジンキナーゼ遺伝子及び/又はORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子が欠損している。好ましくは、コイヘルペスウイルス(KHV)寄託番号LMBP6581CBの派生物は、チミジンキナーゼ遺伝子及びORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子が欠損している。
本発明のさらに好ましい実施形態において、コイヘルペスウイルス(KHV)寄託番号LMBP6581CBの派生物は、生きている形態である。好ましくは、コイヘルペスウイルス(KHV)寄託番号LMBP6581CBの派生物は、許容状態の真核細胞又は魚個体に、好ましくはコイにおいて、より好ましくはシプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)において、またさらに好ましくはマゴイ(Cyprinus carpio carpio)及び/又はニシキゴイ(Cyprinus carpio koi)において導入された際に、感染粒子を再構成する能力を有する。
さらに好ましくは、コイヘルペスウイルス(KHV)寄託番号LMBP6581CBの派生物は弱毒化形態である。
本発明のさらに好ましい実施形態において、コイヘルペスウイルス(KHV)寄託番号LMBP6581CBの派生物は、前記ヘルペスウイルスに感染した、魚において、好ましくはコイにおいて、より好ましくはマゴイ(Cyprinus carpio carpio)又はニシキゴイ(Cyprinus carpio koi)において、40%以下、好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下、さらに好ましくは1%以下、さらに好ましくは0.1%以下の致死率及び最も好ましくは結果として0.0%の致死率をもたらす。
本発明の別の実施形態において、コイヘルペスウイルス(KHV)寄託番号LMBP6581CBの派生物は、不活性化及び非複製形態又は欠損弱毒化形態である。
本発明はまた、コイヘルペスウイルス(KHV)又はCyHV−3により引き起こされる疾患の予防的及び/又は治療的処置のためのワクチンも提供する。
さらに好ましくは、本ワクチンは、本発明による、上述の組み換えコイヘルペスウイルス又は上述のDNA配列又は上述のベクター又は上述の感染粒子又はコイヘルペスウイルス(KHV)又はCyHV−3寄託番号LMBP6581CB又はその誘導体を含んでいる。
さらに好ましい実施形態において、上述のワクチンは、コイヘルペスウイルス(KHV)又はCyHV−3により引き起こされる疾患の予防的及び/又は治療的処置のために使用される。
本発明はまた、コイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)により引き起こされる疾患の予防的及び/又は治療的処置用の医薬品/ワクチンの製造のための、上述の組み換えコイヘルペスウイルス又は上述のDNA配列又は上述のベクター又は上述の感染粒子又は上述のコイヘルペスウイルス(KHV)又はCyHV−3寄託番号LMBP6581 CB又はその誘導体の使用も提供する。
本発明によるワクチンは、コイヘルペスウイルス(KHV)又はCyHV−3により引き起こされる疾患の予防的及び/又は治療的処置に有用である。あらゆるタイプのワクチン、例えば不活性化ワクチン、不活性化及び非複製ワクチン、組み換え弱毒化ワクチン、外来トランス遺伝子を発現する組み換え弱毒化ワクチン、DNAワクチンなどを作製し得る。前記ワクチンの投与の好ましい経路は、経口、薬浴法及び注射であるが、その他の経路も除外されない。
本発明はまた、コイ春ウイルス血症を引き起こすラブドウイルスにより引き起こされる疾患の予防的及び/又は治療的処置のためのワクチンも提供し、このワクチンは、組み換えコイヘルペスウイルス又はDNA配列又はベクターを含んでおり、これらのそれぞれは、ラブドウイルス由来の異種配列又は異種遺伝子、好ましくはコイ春ウイルス血症を引き起こすラブドウイルスのG糖タンパク質をさらに含んでいる。
本明細書中で使用される場合、「ワクチン」という用語は、特定の疾患に対して宿主の免疫を確立するか又は向上させることができる物質を指す。疾患が病原体により引き起こされる場合、このようなワクチン物質は、一般に、生きている(life)弱毒化もしくは不活性化病原体又はそれらの一部から構成される。このようなワクチンは、予防的又は治療的に免疫を生成させ得る。
一般に、ワクチンは、注射又は水中での送達のための、溶液、エマルジョン又は縣濁液として調製される。例えば、魚が保持される水タンク又は水槽に添加するために、エマルジョン又は乳剤を調製することができる。投与前の、液体ビヒクルでの溶解又は縣濁に又は固形餌との混合に適切な固体(例えば粉末)形態もまた調製され得る。本ワクチンは、滅菌希釈剤での再構成のための即時使用形態の凍結乾燥培養であり得る。例えば、凍結乾燥細胞は0.9%食塩水で再構成され得る(場合によっては包装ワクチン製品の一部として提供される。)。注射用ワクチンの好ましい製剤はエマルジョンである。ペン、タンク又は水槽に添加する前に、ワクチンの液体又は再構成形態を少量(例えば1から100体積)の水で希釈し得る。
ある好ましい実施形態において、組み換えKHV又はKHV FL株を含むワクチン製剤は、乾燥形態、例えば粉末形態、圧縮ペレット又は錠剤形態での凍結乾燥物などである。別の実施形態において、前記ウイルスは、組織培養液の形態であり得る。この液体は、周囲温度、好ましくは−70℃で、最も好ましくはグリセロールを含有する溶液として保管され得る。ある具体例において、この組織培養液は20%グリセロールを含有する。
本発明で開示される組み換えKHV又はKHV FL株は、多くの方法により乾燥形態に変換され得る。乾燥の特に好ましい形態は凍結乾燥を通じたものである。乾燥、例えば凍結乾燥手順前に、保存料、抗酸化剤又は還元剤、様々な賦形剤など、様々な成分を媒体に添加し得る。このような賦形剤はまた、乾燥段階後にも、乾燥、例えば凍結乾燥された活性−弱毒化ウイルスに添加され得る。
従って、好ましい実施形態において、本発明によるワクチンは、凍結−乾燥形態である。凍結乾燥組成物を再構成するために、生理的に許容可能な希釈剤中でこれを縣濁する。このような希釈剤は、例えば、滅菌水のような単純なもの又は生理食塩水であり得る。より複雑な形態において、例えばEP 1,140,152に記載のようにエマルジョン中で凍結乾燥ワクチンを縣濁し得る。
免疫付与は、通常、免疫付与しようとする魚を含有する水に、不活性化ウイルス、不活性化及び非複製ウイルス、欠損弱毒化ウイルス、組み換え弱毒化ウイルス、外来トランス遺伝子を発現する組み換え弱毒化ウイルス、生きている弱毒化ウイルスなどの非病原性ウイルス形態、DNAワクチンを添加することにより行われる。ワクチン製剤を魚に直接注射することもできる。免疫反応を促進するために、特に注射を意図する製剤の場合、この製剤は様々なアジュバント、サイトカイン又はその他の免疫刺激物質も含み得る。このワクチン製剤は、特に、魚を含有する水に導入される場合、様々な安定化剤、抗生物質なども含み得る。
本発明のある実施形態において、本ワクチンは、免疫調節アジュバント、安定化剤、抗生物質、免疫刺激物質又はその他の物質をさらに含む。アジュバントは、非特異的に宿主の免疫反応を促進する免疫刺激性物質である。これらのアジュバントは、ヒト及び獣医用医薬品で既に使用されるもので知られている。アジュバントは、親水性アジュバント、例えば水酸化アルミニウムもしくはリン酸アルミニウムなど、又は疎水性アジュバント、例えば鉱物油を基にしたアジュバントであり得る。ムラミールジペプチド、アブリジン、水酸化アルミニウム、リン酸アルミニウム、油、油乳剤、サポニン、硫酸デキストラン、グルカン、サイトカイン、ブロックコポリマー、免疫刺激性オリゴヌクレオチド及び当技術分野で公知のその他のものなどのアジュバントを不活性化ウイルス上清と混合し得る。好ましいアジュバントは、フロイントの不完全アジュバント(FIA)である。添加されるアジュバントの量は、アジュバントそのものの性質に依存する。FIAは、有利に、約1:1(体積)の比で、不活性化ウイルス上清とともに乳化され得る。
魚の養殖で頻繁に使用されるアジュバントの例は、ムラミルジペプチド、リポ多糖、いくつかのグルカン及びグリカン及びCarbopol(R)(ホモポリマー)である。適切なアジュバントは、例えば油中水(w/o)エマルジョン、o/wエマルジョン及びw/o/w二重エマルジョンである。w/oエマルジョンでの使用に適切な油性アジュバントは、例えば鉱物油又は代謝可能な油である。鉱物油は、例えばBayrol(R)、Marcol(R)及びDrakeol(R)であり;代謝可能な油は、例えば、ピーナツ油及び大豆油などの植物油、魚油スクアラン及びスクアレンなどの動物油である。あるいは、EP382,271に記載のようなビタミンE(トコフェロール)可溶化物(solubilisate)が有利に使用され得る。例えば5−50%w/w水相及び95−50%w/w油性アジュバント、より好ましくは20−50%w/w水相及び80−50%w/w油性アジュバントから出発して得られる非常に適切なo/wエマルジョンが使用される。添加されるアジュバント量は、アジュバントそのものの性質及び製造者により提供されるこのような量に関する情報に依存する。
好ましい実施形態において、本発明によるワクチンは安定化剤をさらに含む。安定化剤は、例えば、分解からワクチンを保護するために、貯蔵期間を延長させるために又は凍結乾燥効率を向上させるために、本発明によるワクチンに添加され得る。有用な安定化剤は、とりわけ、SPGA(Bovarnikら、1950、J.Bacteriology、vol.59、p.509)、スキムミルク、ゼラチン、ウシ血清アルブミン、糖類、例えばソルビトール、マンニトール、トレハロース、デンプン、スクロース、デキストラン又はグルコース、ラクトース、タンパク質、例えば、アルブミンもしくはカゼインなど又はそれらの分解産物及び、アルカリ金属リン酸塩などの緩衝物質である。
細菌増殖の可能性を阻止するために、ネオマイシン及びストレプトマイシンなどの抗生物質を添加し得る。免疫刺激物質は、ワクチンにより与えられる防御を促進し得、多くの疾患に対する非特異的防御を与える。多くの化学物質及びその他の物質、即ち化学物質及びグルカン、藻−アルギン(アルギン酸シリリック(silylic)エステル)からの抽出物及びサイトカインは、魚において免疫刺激特性を有することが報告されている。
さらに、本ワクチンは、1以上の適切な界面活性化合物又は乳化剤、例えばSpan(R)又はTween(R)を含み得る。本ワクチンはまた、いわゆる「ビヒクル」も含み得る。ビヒクルは、本発明によるKHVウイルス(ウイルス粒子形態又はDNA形態の何れか)がそれに対する共有結合なしに接着する化合物である。このようなビヒクルは、とりわけ、バイオマイクロカプセル、マイクロアルギン酸、リポソーム及びマクロソールであり、全て当技術分野で公知である。このようなビヒクルの特定の形態は、上記のIscomである。言うまでもなく、その他の安定化剤、担体、希釈剤、エマルジョンなどを本発明によるワクチンに混合することも本発明の範囲内である。
このような添加物は、例えば、「Remington:the science and practice of pharmacy」(2000、Lippincot、USA、ISBN:683306472)及び:「Veterinary vaccinology」(P.Pastoretら編、1997、Elsevier、Amsterdam、ISBN:0444819681)などの周知のハンドブックに記載されている。
ワクチンにおいてその乾燥形態で使用される場合の組み換えKHV又はKHV FL株は、再構成液、好ましくは滅菌水、食塩水又は生理溶液をさらに含み得る。これはまた、細胞性タンパク質、DNA、RNAなど、製造プロセスからの少量の残存物質を含有し得る。これらの物質が本質的に添加物ではない一方、これらは、それにもかかわらず、ワクチン製剤中に存在し得る。
本発明は、本明細書中で前に述べたKHVにより引き起こされるウイルス感染に対して魚に免疫付与するための方法にさらに関し、この方法は、KHVによる続く感染に対する免疫を誘導するのに十分な量で投与される本発明による組み換えKHV又はKHV FL株を含むワクチン製剤を、感染し易い魚へ投与することを含む。
本ワクチンは、水産養殖魚に個々に、経口で、例えばそれらの餌を通じて、又は強制経口投与によって、又は注射によって、投与され得る(筋肉内又は腹腔内経路)。あるいは、本ワクチンは、ワクチンを噴霧、溶解及び/又は浸漬することによって水域に含有される魚集団全体に同時に投与され得る。これらの方法は、例えば食用及び鑑賞用など、全ての種類の魚の、以下に限定されないが、池、水族館、自然の生息地及び淡水貯水池などの様々な環境での、ワクチン接種に有用である。
本発明のさらなる態様は、本発明による組み換えKHVを含むDNAワクチンに関する。核酸ワクチン(又はいわゆる遺伝子(gene又はgenetic)−ワクチン)は、それを標的化するかもしくは保護するために、又は宿主(の細胞)によるその取り込みを促進するために、標的化又は送達ビヒクルを必要とし得る。このようなビヒクルは、生体又は合成であり得、例えば、バクテリオファージ、ウイルス様粒子、リポソーム又はミクロ粒子、粉末粒子又はナノ粒子である。
DNAワクチンは、皮内適用を通じて、例えばGene Gun(R)などの無針注射器を用いて、容易に投与され得る。この投与法により、ワクチン接種しようとする動物の細胞にDNAが直接送達される。本発明による医薬組成物中に含まれる、本発明による、核酸、DNA断片又は組み換えDNA分子の好ましい量(下記で概説)は、10pgから1000μgの間の範囲である。好ましくは、0.1から100μgの間の範囲の量が使用される。あるいは、例えば、投与しようとするDNAの10pgから1000μg/mLの間を含む溶液に魚を浸漬することができる。これらは全て当技術分野で周知である。
同様に、本発明による、核酸、DNA断片又は組み換えDNA分子を含む標的化−又は送達ビヒクルは、本発明による担体の範囲内である。これらを使用する結果、核酸が送達されるか又は標的生物もしくはその細胞内部でタンパク質が発現される。
さらなる態様において、本発明は、医薬的有効量で、及び医薬的に許容可能な担体中で、本発明によるワクチンを魚などの生物に投与することによる、魚のワクチン接種の方法に関する。「医薬的有効量」は下記で詳細に記載する。
本発明によるワクチンは、水産養殖に対する投与に適切であり、所望の適用経路及び所望の効果に適合する何らかの形態をとり得る。本発明によるワクチンの調製は、当業者にとって従来的である手段により行われる。
好ましくは、本発明によるワクチンは、縣濁液、溶液、分散、エマルジョンなど、注射に対して又は浸漬ワクチン接種に対して適切な形態で処方される。一般に、このようなワクチンは無菌的に調製される。
標的生物への本発明によるワクチンの適用の投与スキームは単回又は複数回投与であり得、これは、投与量及び処方に適合するように、免疫学的に有効となるような量で、同時に又は連続的に与えられ得る。例えば、ワクチン接種動物に対して実験的抗原曝露感染物を投与し、次に標的動物の疾患の臨床兆候、血清学的パラメーターを判定することによって、又は病原体の再単離を測定することによって、治療が「免疫学的に有効」であるか否かを決定することは、十分に当業者の能力の範囲内である。
本発明による核酸に基づく本発明によるワクチンに対する「医薬的有効量」を構成するものは、所望の高価及び標的生物に依存する。有効量の決定は通常の実施者の技術範囲内である。本発明による医薬組成物中に含まれる、本発明による、核酸、DNA断片又は組み換えDNA分子の好ましい量は上記で述べた。
本発明による組み換えKHVウイルス又はKHV FL株を含むワクチンの好ましい量は、例えば、プラーク形成単位(pfu)、コロニー形成単位(cfu)又は組織培養感染量50%(TCID50)として表される。例えば、生ウイルスベクターに対して、動物投与あたり1から1010プラーク形成単位(pfu)の範囲の用量が有利に使用され得;好ましくは10から10pfu/投与の範囲である。ウイルスの適切な投与量範囲は、単位用量あたり約10から10TCID50(接種される培養物の50%に影響を与える組織培養感染量)、好ましくは単位用量あたり約10から10TCID50、より好ましくは単位用量あたり約10から10TCID50、最も好ましくは単位用量あたり約10TCID50である。好ましくは、処置しようとする魚に単回投与単位が投与される。多くの投与方法を適用することができる(全て当技術分野で公知)。本発明によるワクチンは、好ましくは、注射(筋肉内又は腹腔内経路)、浸漬、ディッピング又は経口を介して魚に投与される。投与のためのプロトコールは、標準的ワクチン接種実施に従い最適化され得る。
好ましくは、本ワクチンは、浸漬又は経口を介して投与される。これは、特に、商業的水産養殖の場合にこのようなワクチンを使用する場合、有効である。
上述の本発明によるワクチンは、能動ワクチン接種に寄与し、即ち、これらは宿主防御系を惹起する。
本発明は、コイヘルペスウイルス(KHV)又はCyHV−3により引き起こされる疾患の予防的及び/又は治療的処置のための、魚、好ましくはコイ、より好ましくはマゴイ(Cyprinus carpio carpio)又はニシキゴイ(Cyprinus carpio koi)個体への、上述の組み換えコイヘルペスウイルス又は上述のDNA配列又は上述のベクター又は上述の感染粒子又は上述のコイヘルペスウイルス(KHV)又はCyHV−3寄託番号LMBP6581CB又はその派生物の治療的有効量の導入を含む、コイヘルペスウイルス(KHV)又はCyHV−3により引き起こされる疾患の予防的及び/又は治療的処置のための方法をさらに提供する。
本発明は、組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)を提供し、これは、好ましくは、魚において、好ましくはコイにおいて、より好ましくはシプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)において、より好ましくはマゴイ(Cyprinus carpio carpio)又はニシキゴイ(Cyprinus carpio koi)において、免疫原性である。本発明のある実施形態において、組み換えコイヘルペスウイルスは、許容状態の真核細胞に導入された際に、感染粒子を再構成する能力を有する。発明者らは、安定かつ感染性のあるBACクローンとしてKHVゲノムのクローニングを達成した。チミジンキナーゼ遺伝子座への修飾loxP−隣接BACカセットの挿入によってこの目的を達成した。この挿入により、KHV BACクローンの生成を細菌中で安定して維持できるようになり、許容状態の細胞に遺伝子移入された際に、ビリオンを再生できるようになる。しかし、BAC(細菌人工染色体)ベクター配列は、毒性に関与するウイルス遺伝子の1以上が欠損するようにされる限り、KHVヘルペスウイルスゲノムの何れかの部位に挿入され得る。好ましくは、毒性に関与する遺伝子は、チミジンキナーゼ遺伝子;ORF12:推定腫瘍壊死因子(TNF)受容体遺伝子;ORF16:推定Gタンパク質共役受容体(GPCR)遺伝子;ORF134:推定インターロイキン10ホモローグ遺伝子;ORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子又はそれらの何らかの組み合わせからなる群から選択される。さらに好ましくは、毒性に寄与し、組み換えKHVで欠損している遺伝子は、チミジンキナーゼ遺伝子(TK)及び/又はORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子(TMPK)である。またさらに好ましくは、組み換えKHVでは、チミジンキナーゼ遺伝子及びORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子の両遺伝子が欠損している。
さらに、Creレコンビナーゼを発現する許容状態の細胞において再構成ビリオンを増殖させることによって、再構成ビリオンのゲノムから、loxP−隣接BACカセットを切除することができる。従って、本発明は、第一に、KHVゲノムのBACクローニングを提供することであり、第一に、KHVと同程度に大きいヘルペスウイルスゲノムのBACクローニングを提供することである。KHV BACの有用性は重要な長所であり、これにより、KHV病原性に関与するウイルス遺伝子の同定ならびに弱毒化組み換え候補ワクチンの作製が可能となる。
本発明は、KHV複製に必須ではないと想定されたチミジンキナーゼ(TK)遺伝子座への修飾loxP−隣接BACカセットの挿入によって、KHVゲノムのクローニングにより達成された。この挿入により、細菌中でゲノムが安定に維持され、許容状態の細胞に遺伝子移入された際にビリオンを再生することができる、BAC組み換えウイルスが得られた。
先行技術で使用されたコスミドベクターを超えるBACクローニング系の主要な長所は、F−プラスミドが細胞あたり唯一又は最大2つのコピーで存在し、それによりDNA断片間の組み換えの可能性が低下し、より重要なこととして、クローニングされた細菌遺伝子の致死性過剰発現が回避されることである。しかし、唯一のコピーとしてBACが存在するので、配列決定するのに十分なDNAを得るためにはプラスミドDNAを大量の培養物から抽出しなければならなず、これは、本明細書中で、これを達成するための簡易プロトコールとして実施例で述べる。
「BACベクター」という用語は、E.コリのFプラスミドを用いて産生されるプラスミド及びE.コリなどの細菌中で約300kb以上の大きなDNA断片を安定して維持及び増殖させることができるベクターを指す。BACベクターは、少なくとも、BACベクターの複製に必須の領域を含有する。複製に必須であるこのような領域の例には、以下に限定されないが、Fプラスミドの複製起点及びその変異体が含まれる。
本明細書中で使用される場合、「BACベクター配列」という用語は、BACベクターの機能に必須の配列を含む配列を指す。場合によっては、BACベクター配列は、「組み換えタンパク質依存性の組み換え配列」及び/又は「選択可能マーカー」をさらに含み得る。
本明細書中で使用される場合、「相同組み換え」という用語は、2つの異なる相同核酸分子が互いに接触し、交差が起こり、核酸の新しい組み合わせが生成することを指す。本明細書中で使用される場合、「配列介在性相同組み換え」という用語は、相同組み換えを、触媒するか、実行するか又は促進している特異的組み換えタンパク質に依存する相同組み換えを引き起こす配列を指す。このような組み換えタンパク質は、好ましくは、「配列介在性相同組み換え」に特異的に作用し、その他の配列で作用しない。
このような配列及び、相同組み換えを触媒するか、実行するか又は促進する組み換えタンパク質の代表的ペアの例には、以下に限定されないが、バクテリオファージP1由来loxP(P1のクロスオーバーの遺伝子座(locus of crossover of P1))配列及びCre(環化組み換え(cyclization recombination))タンパク質の組み合わせ、Flpタンパク質及びFRT部位の組み合わせ、C31及びattB又はattPの組み合わせ、リゾルバーゼ及びres部位の組み合わせが含まれる。
本明細書中で使用される場合、「選択可能マーカー」という用語は、BACベクターを含有する宿主細胞の選択のための指標として機能する遺伝子を指す。選択可能マーカーの例には、以下に限定されないが、蛍光マーカー、発光マーカー及び薬物選択可能マーカーが含まれる。「蛍光マーカー」の例には、以下に限定されないが、緑色蛍光タンパク質(GFP)などの蛍光タンパク質をコードする遺伝子が含まれる。「発光マーカー」の例には、以下に限定されないが、ルシフェラーゼなどの発光タンパク質をコードする遺伝子が含まれる。「薬物選択可能マーカー」の例には、以下に限定されないが、ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子、グルタミンシンターゼ遺伝子、アスパラギン酸トランスアミナーゼ、メタロチオネイン(MT)、アデノシンデアミナーゼ(ADA)、アデノシンデアミナーゼ(AMPD1、2)、キサンチン−グアニン−ホスホリボシルトランスフェラーゼ、UMPシンターゼ、P−糖タンパク質、アスパラギンシンターゼ及びオルニチンデカルボキシラーゼからなる群から選択されるタンパク質をコードする遺伝子が含まれる。薬物選択可能マーカー及び薬物の組み合わせの例には、ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子(DHFR)及びメトトレキセート(MTX)の組み合わせ、グルタミンシンターゼ(GS)遺伝子及びメチオニンスルホキシミン(Msx)の組み合わせ、アスパラギン酸トランスアミナーゼ(AST)遺伝子及びN−ホスホンアセチル−L−アスパルテート(PALA)の組み合わせ、MT遺伝子及びカドミウム(Cd2+)の組み合わせ、アデノシンデアミナーゼ(ADA)遺伝子及びアデノシン、アラノシン又は2’−デオキシコホルマイシンの組み合わせ、アデノシンデアミナーゼ(AMPD1、2)遺伝子及びアデニン、アザセリン又はコホルマイシンの組み合わせ、キサンチン−グアニン−ホスホリボシルトランスフェラーゼ遺伝子及びミコフェノール酸の組み合わせ、UMPシンターゼ遺伝子及び6−アザウリジン又はピラゾフランの組み合わせ、P−糖タンパク質(P−gp、MDR)遺伝子及び複数の薬物の組み合わせ、アスパラギンシンターゼ(AS)遺伝子及び−アスパルチルヒドロキサミン酸又はアルビジインの組み合わせ及びオルニチンデカルボキシラーゼ(ODC)遺伝子及びジフルオロメチル−オルニチン(DFMO)の組み合わせが含まれる。
好都合に、本明細書中で使用される場合のBACカセットは、原核細胞での選択マーカーであるクロラムフェニコール(CmR)に対する耐性を与える遺伝子をさらに含有する。BACカセットは、EGFPと融合したG418(NeoR)に対する耐性遺伝子をさらに含む(EGFP−Neo)。結果として、EGFPとNeoとの間のこの融合タンパク質は、EGFP蛍光及びG418に対する耐性を与える。EGFP−Neo遺伝子は、HCMV IEプロモーターの制御下にあり、真核細胞における選択マーカーに相当する。
本明細書中で使用される場合、「ベクター」という用語は、ポリヌクレオチド配列又は関心のある遺伝子を標的細胞に輸送することができるポリヌクレオチドからなるか又はポリヌクレオチドを含有するビヒクルを指す。本ベクターは、「ウイルスベクター」又は「プラスミドベクター」であり得るか、又は1つのコンストラクト中で両方の特性を合わせ得る。ベクターの例には、自己複製可能であるか又は宿主細胞(例えば、原核細胞、酵母、動物細胞、植物細胞、昆虫細胞、動物全体及び植物全体)中の染色体に組み込まれ得るベクターが含まれ、ポリヌクレオチド又は遺伝子の転写に適切な部位にプロモーターを含有する。
本明細書中で使用される場合、「発現ベクター」という用語は、構造遺伝子及び、その発現を制御するためのプロモーター及び、さらに、宿主細胞内でそれらを操作させることができる状態で様々な制御エレメントを含む核酸配列を指す。制御エレメントには、好ましくは、終結因子、薬物耐性遺伝子などの選択可能マーカー(例えば、カナマイシン耐性遺伝子、ハイグロマイシン耐性遺伝子など)及びエンハンサーが含まれ得る。生物のタイプ、発現ベクター及び制御エレメントのタイプが宿主細胞に依存して変化し得ることは当業者にとって周知である。
本明細書中で使用される場合、「プロモーター」という用語は、遺伝子の転写開始部位を決定するベース配列を指し、転写頻度を直接制御するDNA領域である。転写は、プロモーターに結合するRNAポリメラーゼにより開始される。
本明細書中で使用される場合、「形質転換」、「形質導入」及び「遺伝子移入」という用語は、別段の断りがない限り、同じ意味で使用され、宿主細胞への核酸の導入を指す。形質転換法として、例えば、エレクトロポレーション法、粒子銃法(遺伝子銃)、リン酸カルシウム沈殿法などの様々な周知の技術を含む、DNAを宿主細胞に導入するための何らかの技術が使用され得る。
本明細書中で使用される場合、「形質転換体」という用語は、形質転換により生成する、生物全体又はその一部(細胞など)を指す。形質転換体の例には、原核細胞、酵母、動物細胞、植物細胞、昆虫細胞などが含まれる。形質転換体は、対象に依存して、形質転換細胞、形質転換組織、形質転換宿主などと呼ばれ得る。本明細書中で使用される場合、形態の全てが包含されるが、しかし、特定の内容において特定の形態が指定され得る。
本明細書中で使用される場合、「TK」という用語はチミジンキナーゼ遺伝子を指し、「TMPK」という用語はORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子を指す。「TK」という表示は、チミジンキナーゼ遺伝子が欠損している状況を指す。「TK」という表示は、チミジンキナーゼ遺伝子が機能的である状況を指す。「TMPK」という表示は、推定チミジル酸キナーゼ遺伝子が欠損している状況を指す。「TMPK」という表示は、推定チミジル酸キナーゼ遺伝子が機能的である状況を指す。
KHV野生分離株の3種類の増殖特性のインビトロでの比較を示す。CCB細胞(シプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)脳細胞)に指示されたKHV野生分離株を感染させた(0.5PFU/細胞の感染多重度)。2時間の温置時間後、PBSで細胞を洗浄し、次いで材料及び方法に記載のように培地と重ね合わせた。感染から5日後、感染培養物の上清を回収し、CCBにおいてプラークアッセイにより感染性ウイルス量を調べた。 KHV FL株に対するKHV IS株の病原性の比較を示す。第0日に、材料及び方法に記載のように、7gニシキゴイ(n=10)及び2gマゴイ(n=10)に、IS株(◆)又はFL株(■)の何れかを感染させた(魚におけるKHV疾患の誘導)。生存%は感染後の日数により表す。 感染性KHV FL BACプラスミドを作製するために使用されるストラテジーの略図である。(A)2つの直接末端反復(LTR及びRTR)が両側にあるKHV FL株のゲノムを一番上に示す。pGEMT−TKベクターのTK(チミジンキナーゼ)ORFのRsrII部位にloxP−隣接BACカセットを挿入し、その結果、pGEMT−TKBACが得られた。後者のベクターにおいて、BACカセットは、558bp及び577bpのKHV相同領域に挟まれている。(CmR:クロラムフェニコールに対する耐性を与える。)。この遺伝子は原核プロモーターの制御下にある。RedF:部位特異的レコンビナーゼ遺伝子(これは短縮型であり、この遺伝子生成が機能的であるか否かは不明である。);repE:Ori2での複製複合体のアセンブリを媒介する;parA、parB、parC:これらの3つのエレメントは、BACが確実に細菌細胞あたり1コピーのままであるようにする;NeoR:G418に対する耐性遺伝子(EGFPとの融合);EGFP−Neo:このORFはEGFPとNeoとの間で融合タンパク質をコードする。このORFの発現産物は、EGFP蛍光及びG418に対する耐性を与える。このORFは、HCMV IEプロモーターの制御下にある。この遺伝子は真核細胞における選択マーカーである。(B)KHV FL BACプラスミドを作製するために、その感染性を制御するために(FL BAC回収株)、再構成ウイルスのゲノムからのloxP−隣接BACカセットを除去する可能性を示すために(FL BAC切除株)及び、FL BACプラスミド由来の野生型復帰突然変異株を作製するために行われる段階のフローチャート。 KHV FL BACプラスミド及び誘導株の構造分析を示す。(A)SacI酵素制限により生成する断片のいくつかの略図。KHV FL及びKHV FL BAC復帰突然変異株のゲノムは一番上に示す。TK、BAC及びTRプローブは水平な太線により示す。kbでの断片サイズを示す。このイラストは正しい縮尺で描かれていないことに注意。(B)KHV FL BACプラスミド及びKHV FL、FL BAC、FL BACのゲノム回収株、FL BAC切除株、FL BAC復帰突然変異株をSacI制限により分析し(左パネル)、TK ORF(第二のパネル)、BACカセット(第三のパネル)又はTR(第四のパネル)に対応するプローブを用いたサザンブロットによりさらに調べた。黒/白の矢印及び及び白抜き矢印は、それぞれTK ORF及びBACカセットを含有する制限断片を指す。灰色矢印は、TRプローブとのハイブリッド形成する制限断片を指す。kbでのマーカーの大きさ(MS)を左に示す。 KHV FL BACプラスミド及び誘導株の構造分析を示す。(A)SacI酵素制限により生成する断片のいくつかの略図。KHV FL及びKHV FL BAC復帰突然変異株のゲノムは一番上に示す。TK、BAC及びTRプローブは水平な太線により示す。kbでの断片サイズを示す。このイラストは正しい縮尺で描かれていないことに注意。(B)KHV FL BACプラスミド及びKHV FL、FL BAC、FL BACのゲノム回収株、FL BAC切除株、FL BAC復帰突然変異株をSacI制限により分析し(左パネル)、TK ORF(第二のパネル)、BACカセット(第三のパネル)又はTR(第四のパネル)に対応するプローブを用いたサザンブロットによりさらに調べた。黒/白の矢印及び及び白抜き矢印は、それぞれTK ORF及びBACカセットを含有する制限断片を指す。灰色矢印は、TRプローブとのハイブリッド形成する制限断片を指す。kbでのマーカーの大きさ(MS)を左に示す。 KHV FL BACプラスミド間の不均一性を示す。24種類の独立のE.コリクローンからBACプラスミドを単離し、HindIIIにより分析した。KHV親(FL株)及びFL BAC株を対照として使用した。kbでのマーカーの大きさ(MS)を左に示す。 E.コリにおけるKHV FL BACプラスミドの安定性に対する実験を示す。連続20日間にわたり、KHV FL BACプラスミドを含有するDH10B細胞を連続的に培養した。指示される日に、材料及び方法に記載のように、BAC DNAを調製し、次いでSacIにより消化した。KHV親株(FL株)を対照として使用した。kbでのマーカーの大きさ(MS)を左に示す。 KHV FL由来株の特徴を示す。(A)ウイルス合胞体の落射蛍光分析。CCB細胞にKHV FL株(i−iii)、FL BAC株(iv−iv)、FL BAC回収株(vii−ix)、FL BAC切除株(x−xii)及びFL BAC復帰突然変異株(xiii−xv)を感染させ(0.1PFU/細胞のMOI)、10%FCS及び0.6%(w/v)カルボキシメチルセルロース(Sigma)を含有するDMEMに重ね合わせ、単離合胞体を得た。感染から7日後、一次及び二次抗体としてそれぞれMab8G12及びGAM Alexa568を用いた間接的免疫蛍光染色によって合胞体が明らかになった。一連の3つの水平パネルは、同じ合胞体の分析に相当する。それぞれEGFP及びGAM568蛍光発光について、パネル(i)、(iv)、(vii)、(x)、(xiii)及びパネル(ii)、(v)、(viii)、(xi)、(xiv)を分析した。組み合わせたEGFP及びAlexa 568シグナルをパネル(iii)、(vi)、(ix)、(xii)及び(xv)で示す。各パネルのサイドは200μmに相当する。(B)材料及び方法に記載のように、KHV組み換え株の複製速度を親KHV FL株の複製速度と比較した。与えられるデータは3回測定の平均である。 FL BACプラスミド由来株に感染したコイの生存率の累積発現率を示す。第0日に、それぞれ10匹のニシキゴイ(7g)からなる(13匹のコイからなる擬似感染群を除く。)5つの群に、材料及び方法に記載のように、擬似感染培地(A)及びFL(TK)3x10PFUを含有する培地(A)、FL BAC回収株(TK)(B)、FL BAC切除株(TK)(B)及びFL BAC復帰突然変異株(TK)(C)をIP注射により接種した。感染後第32日に、IP注射により親FL株(3x10PFU/魚)を用いて、生存魚を抗原曝露処理した。 生存%を感染後の日数に従い表す。与えられる結果は、3回の独立した実験の代表である。 FL BACプラスミド由来株に感染したコイの生存率の累積発現率を示す。第0日に、それぞれ10匹のニシキゴイ(7g)からなる(13匹のコイからなる擬似感染群を除く。)5つの群に、材料及び方法に記載のように、擬似感染培地(A)及びFL(TK)3x10PFUを含有する培地(A)、FL BAC回収株(TK)(B)、FL BAC切除株(TK)(B)及びFL BAC復帰突然変異株(TK)(C)をIP注射により接種した。感染後第32日に、IP注射により親FL株(3x10PFU/魚)を用いて、生存魚を抗原曝露処理した。 生存%を感染後の日数に従い表す。与えられる結果は、3回の独立した実験の代表である。 FL BACプラスミド由来株に感染したコイの生存率の累積発現率を示す。第0日に、それぞれ10匹のニシキゴイ(7g)からなる(13匹のコイからなる擬似感染群を除く。)5つの群に、材料及び方法に記載のように、擬似感染培地(A)及びFL(TK)3x10PFUを含有する培地(A)、FL BAC回収株(TK)(B)、FL BAC切除株(TK)(B)及びFL BAC復帰突然変異株(TK)(C)をIP注射により接種した。感染後第32日に、IP注射により親FL株(3x10PFU/魚)を用いて、生存魚を抗原曝露処理した。 生存%を感染後の日数に従い表す。与えられる結果は、3回の独立した実験の代表である。 感染性KHV FL BAC galK組み換えプラスミド及び派生ウイルス株を作製するために使用されるストラテジーの略図である。(A)左部分。1個の末端反復を含有するKHV FL BACプラスミドの略図。BACカセット及び関心のある3つのORF(12、16及び140)を示す。右部分。鋳型としてpGalKベクターを用い、140galKプライマーを用いて、PCRにより140galKカセットを増幅した。このカセットにおいて、galK ORFは50bpKHV相同領域に挟まれている。同じ方法を用いて12galK及び16galKカセットを作製した。(B)KHV FL BAC galK組み換えプラスミドを作製するために、再構成ウイルスのゲノムからloxP−隣接BACカセットを除去する可能性を示すために(FL BAC切除株)又はFL BACプラスミド由来の野生型復帰突然変異株を作製するために(これはORF140にのみ適用)、行われる段階のフローチャート。 KHV FL BAC galK組み換えプラスミド及び誘導ウイルス株の特徴を示す。(A)KHV FL BAC galK組み換えプラスミド及び派生ウイルス株の構造分析。KHV FL BACプラスミド、派生galK組み換えプラスミド及び派生切除株又は復帰突然変異株のゲノムをSacI制限により分析し(左パネル)、ORF12(推定腫瘍壊死因子(TNF)受容体遺伝子)、ORF16(推定Gタンパク質共役受容体(GPCR)遺伝子)、ORF140(推定チミジル酸キナーゼ遺伝子)又はTK ORFに対応するプローブを用いてサザンブロット(右パネル)によりさらに調べた。KHV FL株を対照として使用した。白矢印及び白抜き矢印は、それぞれ対応するORF及びgalKカセットを含有する制限断片を指す。灰色矢印はTK ORFを含有する制限断片を指す。kbでのマーカーの大きさ(MS)を左に示す。(B)材料及び方法に記載のように、KHV FL BAC galK組み換え株の複製速度を親KHV FL株の複製速度と比較した。与えられるデータは3回測定の平均である。 KHV FL BAC galK組み換えプラスミド及び誘導ウイルス株の特徴を示す。(A)KHV FL BAC galK組み換えプラスミド及び派生ウイルス株の構造分析。KHV FL BACプラスミド、派生galK組み換えプラスミド及び派生切除株又は復帰突然変異株のゲノムをSacI制限により分析し(左パネル)、ORF12(推定腫瘍壊死因子(TNF)受容体遺伝子)、ORF16(推定Gタンパク質共役受容体(GPCR)遺伝子)、ORF140(推定チミジル酸キナーゼ遺伝子)又はTK ORFに対応するプローブを用いてサザンブロット(右パネル)によりさらに調べた。KHV FL株を対照として使用した。白矢印及び白抜き矢印は、それぞれ対応するORF及びgalKカセットを含有する制限断片を指す。灰色矢印はTK ORFを含有する制限断片を指す。kbでのマーカーの大きさ(MS)を左に示す。(B)材料及び方法に記載のように、KHV FL BAC galK組み換え株の複製速度を親KHV FL株の複製速度と比較した。与えられるデータは3回測定の平均である。 BAC由来複数欠損組み換え株を感染させたコイの生存率の累積発現率を示す。第0日に、それぞれ10匹のニシキゴイ(7g)からなる7つの群に、材料及び方法に記載のように、擬似感染培地(A)及びFL株(TK、TMPK)(A)、FL BAC切除株(TK、TMPK)(B)、FL BACΔORF12切除株(TK、TMPK)(B)、FL BACΔORF16切除株(TK、TMPK)(C)、FL BACΔORF140切除株(TK、TMPK)(C)及びFL BACΔORF140TK復帰突然変異株(TK、TMPK)(D)をIPにより接種した。感染後第27日に、IPによりFL株(3x10PFU/魚)を用いて、生存魚を抗原曝露処理した。生存魚%を感染後の日数に従い表す。与えられる結果は、3つの独立した実験の代表である。 BAC由来複数欠損組み換え株を感染させたコイの生存率の累積発現率を示す。第0日に、それぞれ10匹のニシキゴイ(7g)からなる7つの群に、材料及び方法に記載のように、擬似感染培地(A)及びFL株(TK、TMPK)(A)、FL BAC切除株(TK、TMPK)(B)、FL BACΔORF12切除株(TK、TMPK)(B)、FL BACΔORF16切除株(TK、TMPK)(C)、FL BACΔORF140切除株(TK、TMPK)(C)及びFL BACΔORF140TK復帰突然変異株(TK、TMPK)(D)をIPにより接種した。感染後第27日に、IPによりFL株(3x10PFU/魚)を用いて、生存魚を抗原曝露処理した。生存魚%を感染後の日数に従い表す。与えられる結果は、3つの独立した実験の代表である。 BAC由来複数欠損組み換え株を感染させたコイの生存率の累積発現率を示す。第0日に、それぞれ10匹のニシキゴイ(7g)からなる7つの群に、材料及び方法に記載のように、擬似感染培地(A)及びFL株(TK、TMPK)(A)、FL BAC切除株(TK、TMPK)(B)、FL BACΔORF12切除株(TK、TMPK)(B)、FL BACΔORF16切除株(TK、TMPK)(C)、FL BACΔORF140切除株(TK、TMPK)(C)及びFL BACΔORF140TK復帰突然変異株(TK、TMPK)(D)をIPにより接種した。感染後第27日に、IPによりFL株(3x10PFU/魚)を用いて、生存魚を抗原曝露処理した。生存魚%を感染後の日数に従い表す。与えられる結果は、3つの独立した実験の代表である。 BAC由来複数欠損組み換え株を感染させたコイの生存率の累積発現率を示す。第0日に、それぞれ10匹のニシキゴイ(7g)からなる7つの群に、材料及び方法に記載のように、擬似感染培地(A)及びFL株(TK、TMPK)(A)、FL BAC切除株(TK、TMPK)(B)、FL BACΔORF12切除株(TK、TMPK)(B)、FL BACΔORF16切除株(TK、TMPK)(C)、FL BACΔORF140切除株(TK、TMPK)(C)及びFL BACΔORF140TK復帰突然変異株(TK、TMPK)(D)をIPにより接種した。感染後第27日に、IPによりFL株(3x10PFU/魚)を用いて、生存魚を抗原曝露処理した。生存魚%を感染後の日数に従い表す。与えられる結果は、3つの独立した実験の代表である。 マゴイでの生物発光イメージングを用いて、FL BACΔORF140切除株により与えられる臨床的防御及びウイルス防御を示す。(A)実験の略図。第0日に、それぞれ8匹のマゴイ(8g)からなる2つの群に、擬似感染培地又は、FL BACΔORF140切除株を薬浴法(40PFU/mL)により感染させた。感染から30日後、ヒトIEプロモーターの制御下でルシフェラーゼを発現する毒性KHV FL LUC株を用いて、薬浴法(40PFU/mL)により、全ての魚を抗原曝露処理した。抗原曝露処理から3及び6日後(33及び36dpi)、コイを麻酔し、インビボイメージングシステム(IVIS)を用いて分析した。(B及びC)生物発光イメージング。光子束の最大を赤、最低レベルを紫として、擬似カラースケールでルシフェラーゼ活性を示す。光子束に対する一定の最小及び最大閾値とともに代表的画像を与える。擬似カラーで生物発光シグナルを表示し、グレースケール画像に重ね合わせる。 マゴイでの生物発光イメージングを用いて、FL BACΔORF140切除株により与えられる臨床的防御及びウイルス防御を示す。(A)実験の略図。第0日に、それぞれ8匹のマゴイ(8g)からなる2つの群に、擬似感染培地又は、FL BACΔORF140切除株を薬浴法(40PFU/mL)により感染させた。感染から30日後、ヒトIEプロモーターの制御下でルシフェラーゼを発現する毒性KHV FL LUC株を用いて、薬浴法(40PFU/mL)により、全ての魚を抗原曝露処理した。抗原曝露処理から3及び6日後(33及び36dpi)、コイを麻酔し、インビボイメージングシステム(IVIS)を用いて分析した。(B及びC)生物発光イメージング。光子束の最大を赤、最低レベルを紫として、擬似カラースケールでルシフェラーゼ活性を示す。光子束に対する一定の最小及び最大閾値とともに代表的画像を与える。擬似カラーで生物発光シグナルを表示し、グレースケール画像に重ね合わせる。 マゴイでの生物発光イメージングを用いて、FL BACΔORF140切除株により与えられる臨床的防御及びウイルス防御を示す。(A)実験の略図。第0日に、それぞれ8匹のマゴイ(8g)からなる2つの群に、擬似感染培地又は、FL BACΔORF140切除株を薬浴法(40PFU/mL)により感染させた。感染から30日後、ヒトIEプロモーターの制御下でルシフェラーゼを発現する毒性KHV FL LUC株を用いて、薬浴法(40PFU/mL)により、全ての魚を抗原曝露処理した。抗原曝露処理から3及び6日後(33及び36dpi)、コイを麻酔し、インビボイメージングシステム(IVIS)を用いて分析した。(B及びC)生物発光イメージング。光子束の最大を赤、最低レベルを紫として、擬似カラースケールでルシフェラーゼ活性を示す。光子束に対する一定の最小及び最大閾値とともに代表的画像を与える。擬似カラーで生物発光シグナルを表示し、グレースケール画像に重ね合わせる。 KHV潜在部位としての脳の同定を示す。それぞれ10匹のニシキゴイからなる2つの群(平均重量27g)に、擬似感染させるか又は薬浴法により感染させる。感染のために、KHV FL LUC株を水に添加し、40PFU/mLの最終濃度にした。感染50日後、急性感染から生き残ったコイ(n=3)を殺し、解剖し、インビボイメージングシステム(IVIS)を用いて単離臓器を分析した。光子束の最大を赤、最低レベルを紫として、擬似カラースケールでルシフェラーゼ活性を示す。ある代表的なコイを各群に対して示す。光子束に対する一定の最小及び最大閾値とともに代表的画像を与える。擬似カラーで生物発光シグナルを表示し、グレースケール画像に重ね合わせる。検出可能なシグナルを発光した臓器は脳のみであった(白丸)。
材料及び方法
a)細胞及びウイルス。4.5g/Lグルコース(D−グルコース1水和物、Merck)及び10%ウシ胎仔血清(FCS)を含有する最小必須培地(MEM、Invitrogen)中でシプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)脳細胞(CCB)(Neukrichら、Bull.Eur.Ass.Fish.Pathol.、19(5)、221−224(1999))を培養した。5%COを含有する湿気のある環境にて25℃で細胞を培養した。KHVで死亡した魚の腎臓からKHV FL株を単離した(CER Marloie、Belgium)。FLは株を単離したFrangois Lieffrigを表す。KHV IS及びKHV−U株は、それぞれM.Kotler(Hebrew University−Hadassah Medical School、Jerusalem、Israel)及びR.Hedrick(University of California、School of Veterinary Medicine、USA)の好意により提供された(Ronenら、Vaccine、21(32)、4677−4684(2003);Hedrickら、Bull.Res.Agen.、S2、1−7(2005))。
b)増殖アッセイ。CCB細胞の3回の培養物に、KHV FL、KHV IS及びKHV−U株を感染させた(0.5PFU/細胞の感染多重度)。2時間の温置時間後、PBSで細胞を洗浄し、次いで、4.5g/Lグルコース及び10%FCSを含有するダルベッコ改変必須培地(DMEM、Invitrogen)に重ねた。感染から5日後、感染培養物の上清を回収し、既に述べられたように、CCB細胞でのプラークアッセイにより感染性ウイルスの量を調べた(Gilletら、J Gen Virol、86、907−917(2005))。
c)KHVのBACクローニング。第一に、鋳型としてKHV FL DNAを用いて、PCRにより、KHVゲノムのTK ORF(ORF55)及びORF56に対応する1137bpDNA断片を増幅した。増幅のために次のプライマーを使用した:それぞれKHV TK ORFのヌクレオチド1−21及びORF56のヌクレオチド279−297に対応する、フォワードプライマー5’−ATGGCTATGCTGGAACTGGTG−3’及びリバースプライマー5’−CTCAACAGGGAAGAGTGGCG−3’(Genbank寄託番号DQ177346)。増幅産物をpGEMT−easyベクター(promega)へとTAクローニングし、その結果、pGEMT−TKを得た(図3A)。3種類の独立したクローンの配列を決定した。pBeloBAC修飾−EGFPNeoベクターのPmeI消化により、BACカセットを放出させ(Dewalsら、J Gen Virol、87、509−517(2006))、次いでpGEMT−TKベクターのRsrII部位に連結し、その結果、BACカセットがKHVゲノムに相同である配列に挟まれているpGEMT−TKBACベクターを得た(図3A)。真核細胞での相同組み換えにより、KHV FL BAC組み換え株を作製するために、558bp及び577bpのこれらの相同領域を使用した(図3B)。簡潔に述べると、0.5PFU/細胞のMOIで新鮮播種CCB細胞にKHVを感染させた。2時間の温置後、Lipofectaimine Plus(Invitrogen)を用いて環状pGEMT−TKBACベクターを細胞に遺伝子移入した。感染から4日後に、感染細胞の細胞上清を回収し、G418(最終濃度500μg/mL)存在下で、コンフルエントCCB細胞単層(10細胞/9.5cm)に接種した。純粋なBAC−組み換え集団が得られるまでこの段階を3回繰り返した。このウイルス調製物を1PFU/細胞のMOIで新鮮播種CCB細胞に接種した。環化形態のウイルスBAC−組み換えゲノムを既に述べたように接種から20時間後に抽出し(Morganら、Avian Dis、34、345−351(1990))、他所で述べたように、2μgDNAをエレクトロポレーション(2250v、132Ω、40μF)によりE.コリDH10B細胞(Invitrogen)に導入した。クロラムフェニコール(17μg/mL)を添加した固形LBプレートにエレクトロポレーション処理した細胞を播種した。この段階において、不完全なKHV BACプラスミドを含有する細菌の優先的増殖を避けるために液体前培養を回避することはこの段階において重要であることに注意すること。
d)KHV FL BACプラスミドからの感染性ウイルスの再構成。FL BAC回収株を作製するために、許容状態のCCB細胞にFL BACプラスミドを遺伝子移入した(Lipofectaimine Plus、Invitrogen)。BAC由来の野生型復帰突然変異株を作製するために、pGEMT−TKベクターとともにFL BACプラスミドをCCB細胞において同時遺伝子移入した(分子比1:75)。遺伝子移入から7日後、EGFP発現に関して陰性であるウイルスプラークを拾い、3回の連続のプラーク精製により濃縮した。同様に、ウイルスゲノムからBACカセットが切除されたビリオンを再構成するために、核局在シグナルに融合したCreレコンビナーゼをコードするpEFIN3−NLS−CreベクターとともにFL BACプラスミドをCCB細胞に同時遺伝子移入した(Gilletら、J Gen Virol、86、907−917(2005))(分子比:1:70)。
e)サザンブロッティング。既に述べたようにサザンブロット分析を行った(Markine−Goriaynoffら、J Gen Virol、85、355−367(2004))。いくつかのプローブを使用した。KHVTK ORFのヌクレオチド1−21及びORF56のヌクレオチド279−297にそれぞれ対応するTKfw5’−ATGGCTATGCTGGAACTGGTG−3’及びリバースプライマー(TKrev)5’−CTCAACAGGGAAGAGTGGCG−3’(Genbank寄託番号DQ177346)を用い、鋳型としてKHV FLゲノムを用いて、PCRによりTKプローブを作製した。TRプローブは、KHVゲノムの、LTRのヌクレオチド3817−4228及びRTRのヌクレオチド276494−276905に対応した(Genbank寄託番号DQ177346)。PmeI消化により、pBeloBAC修飾−EGFP NeoベクターからBACプローブを放出させた。ORF12、ORF16及びORF140プローブはこれらの遺伝子座のORFに対応した。
f)間接的免疫蛍光染色。CCB細胞を固定し、−20℃で10分間、アセトン−エタノール(50:50)で透過処理した。10%FCSを含有するPBS中で免疫蛍光染色(温置及び洗浄)を行った。感染細胞の核で発現される非同定KHV抗原に対して生成させたマウスモノクローナル抗体(Mab)8G12とともに25℃で45分間、試料を温置した。3回の洗浄後、二次結合物としてAlexa Fluor568ヤギ抗マウスIgG(H+L)(GAM568、2μg/μL、Molecular Probes)とともに、25℃で30分間、試料を温置した。
g)顕微鏡分析。既に述べられるように、DC300F CCDカメラ(Leica)を備えたDMIRBE顕微鏡(Leica)を用いて落射蛍光顕微鏡分析を行った。
h)多段階増殖曲線。CCB細胞のの培養物に、0.5PFU/細胞のMOIで感染させた。2時間の温置時間後、PBSで細胞を洗浄し、次いで4.5g/Lグルコース及び10%FCSを含有するダルベッコの改変必須培地(DMEM、Invitrogen)に重ね合わせた。感染後間を置いて連続的に感染培養物の上清を回収し、既に述べたように、CCB細胞でのプラークアッセイにより感染性ウイルスの量を調べた(Gilletら、J Gen Virol、86、907−917(2005))。
i)細菌でのgalK陽性選択を用いたKHV FL BAC組み換えプラスミドの作製。既に述べたように、細菌でのgalK陽性選択を用いて、ORF12(推定腫瘍壊死因子(TNF)受容体遺伝子)、ORF16(推定Gタンパク質共役受容体(GPCR)遺伝子)又はORF140(推定チミジル酸キナーゼ遺伝子)の何れかが欠失したKHV FL BAC組み換えプラスミドを作製した(Warmingら、Nucleic Acids Research、33(4)(2005))(図9)。組み換え断片は、欠失されるべきORFの始まり及び終わりに対応する50bp配列が両側にあるガラクトキナーゼ(galK)遺伝子(1331bp)から構成された。鋳型としてpgalKベクターを用いて、PCRによりこれらの断片を作製した。増幅のために次のプライマーを使用した:ORF12:フォワード5’−ATGAAGCTGCTTGTGATTCTGGGTCTTGGACTCTGCTACCTGGCTGTTCACCTGTTGACAATTAATCATCGGCA−3’及びリバース5’−TCAACTTCTCTTTGGTTTTCTGCACATATTCGTCCCCCCCACGGTTTTCATCAGCACTGTCCTGCTCCTT−3’プライマー;ORF16:フォワード5’−ATGAAACCTCTGGGTCTTTTTGTTTCTGTGCTCGGGCTGCTTGCCCTGTCCCTGTTGACAATTAATCATCGGCA−3’及びリバース5’−TCATAGGACGCCATCGGTTGAGTTCGCTGCGGCTGCGACTCCCAGTCCTCTCAGCACTGTCCTGCTCCTT−3’プライマー;ORF140:フォワード5’−ATGGAACCCGAGCCTCGACAGCAGAACCGCGAGCTCCCTTTCATGCCTGTTGACAATTAATCATCGGCA−3’及びリバース5’−TCAAGACCATAAAGTGGGAAGGTGTCGTCGAAGCCGTCTCTGGAGTCGTTCAGCACTGTCCTGCTCCTT−3’プライマー(Genbank寄託番号DQ177346)。増幅産物を精製し(QIAquick Gel Extraction Kit)、使用するまで−20℃で保存した。平行して、KHV FL BACプラスミド1μgをエレクトロポレーション(2500V、100Ω、25μF)でE.コリSW102細胞に導入した。エレクトロポレーション処理した細胞を、クロラムフェニコール(17μg/mL)入りの液体LB培地中で32℃にて増殖させた。次に、KHV FL BACプラスミドを含有するエレクトロコンピテントSW102細胞に上述のPCR産物2.5ngをエレクトロポレーションで導入した。相同組み換えが起こった細菌を選択するために、他所に記載のように20%ガラクトース及びクロラムフェニコール(17μg/mL)を添加した固形M63最小培地にエレクトロポレーション処理細胞を播種した。最後に、galK陽性クローンの生成を確認するために、他所に記載のように、MacConkeyインジケータープレート上に得られたコロニーで筋状に画線した。
j)魚におけるKHV疾患の誘導。特異的病原体不含のニシキゴイ及びマゴイを60Lのタンクで24℃の水温にて維持した。1/インビボでKHV野外株の病原性を試験するために、10匹のニシキゴイ及び10匹のマゴイをそれぞれ含む2群の魚を使用した。ニシキゴイ(7g)にKHV IS又はKHV FL株の3x10PFUを含有する0.1mLをIP注射により感染させた。30PFU/mLの最終濃度とするためにKHV IS株又はKHV FL株の何れかが添加された300mLタンクに魚を入れることによって、マゴイ(2g)に感染させた。これらの条件下で2時間後、マゴイを大型のタンクに移した。2/KHV FL BAC由来株の病原性を比較するために、10匹のニシキゴイ(7g)をそれぞれ含む5群の魚を使用した(13匹のコイからなる擬似感染群を除く。)。KHV FL株、KHV FL BAC回収株、KHV FL BAC切除株及びKHV FL BAC復帰突然変異株の3x10PFUを含有する0.1mLを用いてIP注射によってニシキゴイに感染させた。接種前にウイルス接種材料の滴定を行い、接種後に逆滴定して群間で用量が同等であったことを確認した。対照群(擬似感染)に同じ条件下で培地を注射した。KHV疾患の臨床兆候について魚を毎日調べ、死亡した魚を除去した。3/上述のように、ニシキゴイにおいて、多重欠損KHV FL BACΔORF12、ΔORF16、ΔORF140切除株及びFL BACΔORF140TK復帰突然変異株の病原性を調べた(ポイント2参照)。University of Liege(ベルギー)のローカルの倫理委員会により動物実験の認可を得た。
k)細菌におけるgalK陽性及び陰性選択を用いたKHV FL LUC組み換え株の作製。ホタルルシフェラーゼを発現するKHV FL LUC組み換え体を次のように作製した。最初に、上述のように、KHV FL BACプラスミド及び細菌のgalK陽性選択を用いて、遺伝子間のORF136及びORF137領域にgalKカセットを有するKHV FL BACプラスミド(Genbank 寄託番号DQ177346)を作製した。第二に、細菌のgalK陰性選択を用いて、ヒトサイトメガロウイルス超初期プロモーターの制御下で、ホタルルシフェラーゼ遺伝子に対応するLUCカセットによりgalKカセットを置換し(Warmingら、Nucleic Acids Research、33(4)(2005))、これにより、KHV FL BAC LUCプラスミドを得た。第三に、LUC発現カセット及び野生型TK配列をコードする感染粒子を再構成するために、既に述べたpGEMT−TKベクターとともにKHV FL BAC LUCプラスミドをCCB細胞に同時遺伝子移入し、これによりKHV FL LUC株を得た。KHV FL LUC株がインビトロで親FL株と同程度に複製することが証明された。インビボで、8gマゴイを水槽に入れることによって接種した場合、KHV FL LUC及び親FL株は同程度の毒性を示した。両株により、80%前後の死亡率(データは示さない。)となった。
l)生物発光イメージング。冷却CCDカメラ(Xenogen)からなるXenogenインビボイメージングシステム(IVIS)で魚におけるホタルルシフェラーゼのイメージングを行った。簡潔に述べると、IP注射によってD−ルシフェリン(Xenogen)150mg/kgを魚に投与した。次に、ベンゾカイン(50mg/L水)で魚を麻酔し、D−ルシフェリン投与から10分後にイメージングを開始した。1分間の曝露時間、4のビニング係数及び1のf/stopを用いて、画像を得た。各魚の左右に対して画像を得た。紫(最低強度)から赤(最高強度)の範囲の擬似カラー画像として、インビボ生物発光からの透過光の相対強度を表した。光子束に対する均一な最小及び最大閾値で画像が与えられた。Living Image分析ソフトウェア(Xenogen)を用いて、対応するグレースケール写真及びカラールシフェラーゼ画像を重ね合わせた。
実施例1
KHV FL株は、派生弱毒化組み換えワクチンの作製に対する親株としての固有の特性を有する。
野外株をインビトロでのそれらの増殖特性及びインビボでのそれらの毒性について試験した。派生弱毒化組み換え株の作製のための親株として、このスクリーニングプロセスの終わりにKHV FL株を選択した。図1は、2種類のKHV参照株(IS及びKHV−U株)と比較した場合のKHV FL株の増殖特性を示し、このFL株はインビトロでより効率的に複製した。図2は、インビボでのKHV FL株がKHV IS株よりも病原性が低かったことを示す。実際に、7gニシキゴイでアッセイした場合、IS株及びFL株により致死性がそれぞれ90%及び80%となった(図2)。興味深いことに、2gマゴイでアッセイした場合、IS株と比較して、FL株により誘導される疾患発症が2週間遅延した。より毒性が高いKHV株と比較して2週間の遅延が観察された観点で、及びより毒性が高いKHV株により引き起こされる疾患発症がマゴイにおいて約1週間後に起こることを考慮して、さらなる実験に対して親株としてFL株を選択した(FLは、株を単離したFrangois Lieffrigを表す。)[寄託番号LMPB6581CB]。
実施例2
E.コリでのKHVゲノムのクローニング
KHV組み換え株を作製するために、BACとしてKHV FL株のゲノムをクローニングした。BACクローンKHVに対して、図3で示されるアプローチを使用した。このアプローチは、第一段階として、真核細胞での相同組み換えによる、KHVゲノムへのBACカセットの挿入を必要とした。発明者らが研究を開始したとき、部分的にしか配列決定されていなかったので、TK遺伝子の末端でBACカセットの挿入部位を選択した(図3A)。KHV−感染CCB細胞へのpGEMT−TKBACの遺伝子移入により、KHV FL BAC株が得られた(図3B)。後者のウイルスがG418の存在下で増殖する能力によって、親株からのその単離が可能となった。さらに、選択プロセスの進行を監視するために、KHV FL BAC株により誘導されるEGFPの発現を使用した。G418の存在下でのウイルスの3継代後、純粋なKHV FL BAC集団を得た。SacI制限エンドヌクレアーゼ及びサザンブロットアプローチの組み合わせにより、KHV FL BAC株の分子構造を確認した(図4)。親FL株において、およそ5.2kbのDNA断片にTK ORFが含有された。FL BAC株において、TK遺伝子座へのBACカセット挿入の結果として、TK配列が、およそ5.3kb及び9.1kbの2つの断片に分配された(図4)。次に、発明者らは、FL BACゲノムの環状中間体の細菌へのクローニングを試みた。驚くことに、500を超える個別クローンのスクリーニングにもかかわらず、発明者らは、FL BACゲノムをコードする単クローンを選択することができなかった。得られたBACプラスミドから、予想される制限プロファイルに対応するバンドが数本しかない不均一な制限プロファイルが得られた(図5)。KHVゲノムのサイズが大きいために、不完全なKHV BACプラスミドをコードする細菌が、全長KHV BACクローンをコードする細菌において選択的優位性を有し得;結果として、形質転換細菌の液体培地(固形培地に播種する前に行われた。)から、KHVゲノムの一部のみをコードするBACプラスミドを有する細菌が選択され得ると仮定できよう。この仮説を評価するために、エレクトロポレーション後、固形LB培地にE.コリをすぐに播種した。このアプローチにより、FL BAC株ゲノムで見出される制限断片の殆どをコードするBACプラスミドが得られた。しかし、FL BAC株ゲノムと同等の制限プロファイルを示したのはクローンの1−2%のみであった。これらの正しいクローンの1つの特徴を、SacI制限エンドヌクレアーゼ及びサザンブロットアプローチの組み合わせにより調べた(図4)。細菌でのゲノムの環状化により、FL及びFL BAC株に存在する左右末端反復(LTR及びRTR)の先端を含む2本のバンド(7.1kb及び14.1kB)は、FL BACプラスミドでは欠落していた(図4)。しかし、FL BACプラスミドの制限プロファイルでは、21.2kbの予想される融合断片が見られなかった(図4)。この観察から、BACが末端反復1コピーを含有することが示唆された。この仮説を調べるために、TRプローブを用いて、サザンブロッティングにより、SacIプロファイルを分析した。この分析から、FL及びFL BAC株プロファイルにおいては2本のバンド(7.1kb及び11.3kB)が存在し、FL BACプラスミドでは1本のバンド(11.3kB)のみが存在することが分かった(図4)。これらの結果から、FL BACプラスミドが、末端反復1コピーのみを含有することが分かった。この観察はまた、BACの配列決定によっても確認された。要するに、上記で与えられる結果から、E.コリでのBACとしてKHVゲノム全体がクローニングされたことが分かった[寄託番号LMBP5658]。
実施例3
E.コリにおけるKHVゲノムの安定性
BACプラスミドは通常、組み換えを最小限に抑えるreck突然変異を有する細菌中で増殖させる。しかし、KHVゲノムは大型で複雑な構造であることから、BACプラスミドは比較的不安定になり得た(Ilouzeら、Microbiol.Mol.Biol.Rev.、70(1)、147−156(2006))。BACプラスミドとしてのKHVゲノムの安定性を評価するために、KHV FL BACプラスミドを含有する細菌を連続20日間にわたり連続的に培養した(各日およそ36世代に相当)。様々な培養時間後、BACプラスミドを単離し、SacIエンドヌクレアーゼ消化により特徴を調べた(図6)。様々な時間にわたり増殖させたプラスミド間で違いは観察されず、これにより、E.コリでKHVゲノムの安定性が高いことが明らかになった。
実施例4
KHV FL BACプラスミドからの感染性ウイルスの再構成
ヘルペスウイルスBACクローンの有用性には、BACプラスミドから感染粒子を再構成する能力が必要とされる。従って、発明者らは、KHV FL BACプラスミドのCCB細胞への遺伝子移入により感染粒子が生成され得るか否かを試験した(図3B)。遺伝子移入から6日後、EGFPを発現するウイルス合胞体を検出した。再構成ウイルス(KHV FL BAC回収株)のDNAのSacI制限分析から、KHV FL BAC株に対して観察されたパターンと同一の制限プロファイルが明らかになった(図4)。これらのデータから、感染性KHV FL BACビリオンが、許容状態の細胞へのKHV FL BACプラスミドの遺伝子移入により効率的に再構成され得たことが分かった。促進薬物で処理せずに再構成ビリオンの生成が得られたことに注意することは重要である。これらのデータから、BACは、1個しか末端反復をコードしないとしても、ゲノム全体及び感染粒子を再生することができることが示される。
再構成ビリオンのゲノムからBACカセットを切除するために、Creレコンビナーゼ発現ベクターとともにFL BACプラスミドをCCB細胞に同時遺伝子移入した(図3B)。EGFP蛍光の消失(図7)により及び制限エンドヌクレアーゼ及びサザンブロットアプローチの組み合わせにより(図4B)、BACカセットの欠失を監視した。BACカセットのcre−loxP−介在性の欠失により、TK ORFの末端に172bpの配列が残り、これにより、野生型対応断片よりもSacI制限断片がわずかに大きくなった。172pbは、1つのloxP部位(34bp)及びloxP部位のBACカセット上流(126bp)及び下流(12bp)の配列からなる。TK ORFへの外来配列のこの172pb挿入により、FL BAC切除株は、野生型タンパク質(217残基)の185の最初のアミノ酸(aa)に対応する短縮型を発現した。
最後に、復帰突然変異株を作製するために、pGEMT−TKベクターとともにFL BACプラスミドをCCB細胞に同時遺伝子移入した(図3B)。EGFP非発現においてFL BAC復帰突然変異株を選択した。制限分析から、親野生型FL株に対して観察されたパターンと同一のプロファイルが明らかになった(図4)。
実施例5
KHV FL BAC由来株の特性分析
細胞培養においてFL BAC由来株のさらなる特性分析を行った。第一に、免疫染色されたウイルス合胞体を顕微鏡で調べることでは組み換え体間の違いは明らかにならなかった(図7A)。第二に、インビトロでのウイルス増殖における組み換えプロセスの推定的効果を調べるために、複数段階の増殖アッセイを用いて、全ての組み換え株を比較した(図7B)。試験されたウイルスは全て、同様の増殖曲線を示し(P≦0.05)、このことから、TKの破壊はインビトロでのKHV複製に影響せず、KHVゲノムは、その大きなサイズにもかかわらず、大きな挿入を担持することができるという結論が導かれる。
実施例6
ワクチンとしてのBAC由来ウイルス
チミジンキナーゼ(TK)遺伝子座を破壊するために、KHV FLゲノムのBACクローニング法を設計した。このORFの欠失がKHV FL BAC由来のウイルスの弱毒化に関与するか否かを調べるために、インビボで、FL親及びFL BAC復帰突然変異株(TK+である。)とFL BAC回収株及びFL BAC切除株(TK−である。)を比較した。7gニシキゴイにおいてこの実験を行った(図8)。親FL株は、無気力、背鰭の折れ、粘液分泌増加、窒息、泳ぎの異常及び平衡感覚の喪失を含むKHVに付随する臨床兆候全てを誘導した。FL株は80%の致死率を誘導した。剖検において、殆どの魚で、鰓弁の変色、ヘルペス性皮膚病変及び壊死腎炎が観察された。FL親株との比較において、FL BAC回収及び切除株は、同様の臨床兆候及び病変を特徴とする(しかし強度は低い。)部分的弱毒化表現型を示した。観察される弱毒化と一致して、これらの株の致死率は40%に低下した。重要なこととして、FL BAC復帰突然変異株の毒性は親FL株の毒性と同様であった。興味深いことに、初感染で生存した魚は全て、毒性FL株でのさらなる抗原曝露(感染後第32日)に対して防御免疫反応を発現した。これらのデータをまとめると、多重−弱毒化組み換えワクチンの開発のための親プラスミドとしてのFL BACクローンの潜在力が支持される。
実施例7
galK陽性選択を用いた細菌での突然変異誘発による、KHV BAC組み換えプラスミドの作製のための、親プラスミドとしてのKHV BACプラスミド
上記の結果は、ニシキゴイでアッセイした場合にKHV疾患の弱毒化を誘導するTK欠失KHV株(KHV FL BAC切除株)の作製を述べる(図8)。これらのデータは、多重弱毒化組み換えワクチンの開発のための親プラスミドとしてのFL BACクローンの潜在力を支持する。この概念の実現可能性を示すために、galK陽性選択を用いて、細菌における相同組み換えにより、毒性遺伝子候補に対して欠失がある3種類のKHV BAC組み換えプラスミドを作製した:推定腫瘍壊死因子(TNF)受容体遺伝子をコードするORF12に対して欠失があるKHV BAC(KHV FL BACΔORF12プラスミド);推定Gタンパク質共役受容体(GPCR)遺伝子をコードするORF16に対して欠失があるKHV BAC(KHV FL BACΔORF16プラスミド)及び推定チミジル酸キナーゼ遺伝子をコードするORF140に対して欠失があるKHVBAC(KHV FL BACΔORF140プラスミド)(図9)。SacI制限エンドヌクレアーゼ及びサザンブロットアプローチの組み合わせにより、作製された組み換えプラスミドの分子構造を確認した(図10A)。親KHV FL株及びKHV FL BACプラスミドにおいて、ORF12及びORF16は、およそ4.8kbのDNA断片に含有され、およそ1.8kb及び1kbの2つのDNA断片にORF140が含有された。予想されるように、KHV FL BAC組み換えプラスミドにおいて、1.3kbのgalKカセットを包含するORF12、ORF16及びORF140DNA断片は、それぞれおよそ5.7kb、5kb及び3.5kbの断片に制限切断された(図10A)。ORF16に対して5kbのバンドがサザンブロットで薄く見えたことに注意すること。次に、組み換えプラスミドのゲノムからBACカセットを切除するために、Creレコンビナーゼ−発現プラスミドともに、KHV FL BAC組み換えプラスミドのDNAをCCB細胞に同時遺伝子移入した(図9B)。EGFP蛍光の消失によって、及び組み合わせられた制限エンドヌクレアーゼ及びサザンブロットアプローチによって、BACカセットの欠失を監視した。BACカセットのcre−loxP−介在性欠失により、上述のように、TK ORFの末端に172bpの配列が残された。最終的に、ORF140について欠失があるが野生型転写TK配列を含有するΔORF140TK復帰突然変異株を作製した(図9B)。EGFP非発現においてこの復帰突然変異株を選択した。制限分析から、親FL株に対して観察されるように、TK ORFの存在が明らかになった(図10A)。要するに、これらの結果から、原核組み換え技術を用いて、組み換え株を作製するために、本発明のKHV FL BACプラスミド対象を使用することができることが示された。KHVゲノムの大きさ及び反復領域が高含量であることにより、レコンビナーゼの発現をオンにした場合に起こるはずであるゲノム内組み換えゆえに、このプロセスが不可能になるはずであると仮説が立てられていたので、この結果は予想外であった。
多段階増殖アッセイを用いて、細胞培養において、KHVBAC組み換え株のさらなる特性分析を行った(図10B)。試験したウイルスは全て、同様の増殖曲線を示し(P≦0.05)、このことから、ORF12、ORF16又はORF140の破壊と組み合わせたTKの破壊がインビトロでのKHV複製に影響を与えないという結論が導かれる。
実施例8
ワクチンとしてのBAC由来多重欠失組み換え体
上記で与えられる結果は、3種類の多重欠失組み換え株の作製を述べる。弱毒化ワクチンとしてのこれらの多重欠失組み換え株の潜在力を試験するために、発明者らは、ニシキゴイにおけるそれらの病原性及びKHVに対する防御免疫反応を誘導するためのそれらの特性を比較した。これらの実験の結果を図11で与える。FL BACΔORF12切除株(TK及びORF12が欠失)及びFL BACΔORF16切除株(TK及びORF16が欠失)は、野生型と比較してそれぞれ60%及び40%という低い致死率を示した。注目に値することとして、FL BACΔORF140切除株(TK及びORF140が欠失)は致死とはならず、KHV疾患の臨床兆候が誘導されなかった(図11)。同様に、FL BACΔORF140TK復帰突然変異株(ORF140が欠失しているが復帰野生型TK配列をコード)で致死とならなかった。感染魚は、感染後第4日に、軽度(無気力及び背鰭の折れ)で一時的な臨床兆候しか示さなかった。接種から27日後に、毒性FL株を用いて、一次接種で生き残った魚を抗原曝露処理した。一次接種に対して使用された株とは独立して、抗原曝露処理された魚は全て、この疾患の臨床兆候を何ら示すことなく生存した。要するに、これらのデータから、多重欠失組み換え株、特に組み換え弱毒化生ワクチンとしてのFL BACΔORF140切除株の潜在力が支持される。
実施例9
FL BACΔORF140切除株での魚のワクチン接種により、KHVに対する臨床的防御及びウイルス防御が与えられる。
上記で与えられる結果から、弱毒化生ワクチンとしてのFL BACΔORF140切除株の潜在力が示される。本ウイルスは、ワクチン接種対象において致死とならないか又は臨床兆候すら誘発せずに、KHVに対して防御免疫反応を誘導することができる。次に、発明者らは、FL BACΔORF140切除株でのワクチン接種が、KHV疾患に対する免疫防御を誘導し得るだけでなく(臨床防御)、ワクチン接種対象がKHVにより再接種される場合、さらなる感染を予防する免疫反応も与え得る(ウイルス防御)可能性に取り組んだ。
この疑問を評価するために、薬浴法によってマゴイ(8g)に最初にFL BACΔORF140切除株を感染させた(図12)。陰性対照として、培地で感染させた魚の群を使用した。感染後第30日に、ホタルルシフェラーゼを発現する毒性KHVLUC株を用いて、全ての魚を抗原曝露処理した。次に、このワクチン株により与えられる防御を調べるために、抗原曝露から3及び6日後にIVISにより全ての魚を分析した。この実験の結果を図12で与える。未処理の魚(第0日に擬似感染させた魚)は、抗原曝露後第3及び6日に強い生物発光シグナルを示した(左パネル)。一方、FL BACΔORF140切除株でワクチン接種した魚は、抗原接種後常に生物発光の検出可能なシグナルを全く示さなかった(右パネル)。さらに、これらのワクチン接種した魚は、KHV疾患の臨床兆候を何ら示さなかった。要するに、これらの結果から、KHVに対する臨床的防御及びウイルス防御を与える弱毒化生ワクチンとしてのFL BACΔORF140切除株の潜在力が支持される。
実施例10
FL BACΔORF140切除株は、潜伏時間から再活性化することができないワクチン株である。
KHVの潜伏部位が魚の脳であることが同定された(図13)。脳細胞は分裂せず、結果として細胞性TK及びTMPK核活性を発現しないことが知られているので、産生されるTK/TMPK二重欠失ウイルス(FL BACΔORF140切除株)が潜伏期間から再活性化し得ないはずであると仮定し得た。結果として、ワクチン接種動物は、それらが潜在保因者になった際に、ワクチン株の播種に関与しないはずである。
Figure 2010536394
Figure 2010536394

Claims (39)

  1. 魚において、好ましくはコイにおいて、より好ましくはシプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)において免疫原性である、組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)。
  2. コイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)により引き起こされる疾患に対して、魚において、好ましくはコイにおいて、より好ましくはシプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)において免疫を与える能力を有する、請求項1に記載の組み換えコイヘルペスウイルス。
  3. 複製に必須ではない1以上のウイルス遺伝子が欠損している、請求項1又は請求項2に記載の組み換えコイヘルペスウイルス。
  4. 毒性に関与する少なくとも1つの遺伝子が欠損している、請求項1から請求項3の何れか1項に記載の組み換えコイヘルペスウイルス。
  5. チミジンキナーゼ遺伝子、ORF12:推定腫瘍壊死因子(TNF)受容体遺伝子、ORF16:推定Gタンパク質共役受容体(GPCR)遺伝子、ORF134:推定インターロイキン10ホモローグ遺伝子、ORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子又はそれらの何らかの組み合わせからなる群から選択される毒性に関与する少なくとも1つの遺伝子が欠損している、請求項1から請求項4の何れか1項に記載の組み換えコイヘルペスウイルス。
  6. ウイルスチミジンキナーゼ遺伝子及び、ORF12:推定腫瘍壊死因子(TNF)受容体遺伝子;ORF16:推定Gタンパク質共役受容体(GPCR)遺伝子;ORF134:推定インターロイキン10ホモローグ遺伝子;ORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子又はそれらの何らかの組み合わせからなる群から選択される毒性に関与する少なくとも1つのさらなる遺伝子が欠損している、請求項1から請求項5の何れか1項に記載の組み換えコイヘルペスウイルス。
  7. チミジンキナーゼ遺伝子が欠損している、請求項1から請求項4の何れか1項に記載の組み換えコイヘルペスウイルス。
  8. ORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子が欠損している、請求項1から請求項4の何れか1項に記載の組み換えコイヘルペスウイルス。
  9. チミジンキナーゼ遺伝子及びORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子が欠損している、請求項1から請求項4の何れか1項に記載の組み換えコイヘルペスウイルス。
  10. ヘルペスウイルスが生きている形態である、請求項1から請求項9の何れか1項に記載の組み換えコイヘルペスウイルス。
  11. 許容状態の真核細胞又は魚個体に導入された際に、感染粒子を再構成する能力を有する、請求項1から請求項10の何れか1項に記載の組み換えコイヘルペスウイルス。
  12. 弱毒化形態である、請求項1から請求項11の何れか1項に記載の組み換えコイヘルペスウイルス。
  13. 前記ヘルペスウイルスに感染した、魚において、好ましくはコイにおいて、より好ましくはマゴイ(シプリヌス・カルピオ・カルピオ(Cyprinus carpio carpio))又はニシキゴイ(シプリヌス・カルピオ・コイ(Cyprinus carpio koi))において、40%以下、好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下、さらに好ましくは1%以下、またさらに好ましくは0.1%以下の致死率及び最も好ましくは0.0%の致死率をもたらす、請求項1から請求項12の何れか1項に記載の組み換えコイヘルペスウイルス。
  14. 不活性であり、非複製形態であるか又は欠損弱毒化(deficient attenuated)形態である、請求項1から請求項9の何れか1項に記載の組み換えコイヘルペスウイルス。
  15. BAC(細菌人工染色体)ベクター配列を含む、請求項1から請求項14の何れか1項に記載の組み換えコイヘルペスウイルス。
  16. BAC(細菌人工染色体)ベクター配列がコイヘルペスウイルスゲノムに挿入される、請求項1から請求項15の何れか1項に記載の組み換えコイヘルペスウイルス。
  17. BACベクター配列がヘルペスウイルスゲノムから切除され、それによりヘルペスウイルスゲノムのそれぞれ切除部位又は元の挿入部位において異種配列が残存する、請求項15又は請求項16の何れか1項に記載の組み換えコイヘルペスウイルス。
  18. 異種配列又は異種遺伝子、好ましくはコイ春ウイルス血症を引き起こすラブドウイルスのG糖タンパク質をさらに含む、請求項1から請求項17の何れか1項に記載の組み換えコイヘルペスウイルス。
  19. コイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)により引き起こされる疾患に対して、魚において、好ましくはコイにおいて、より好ましくはシプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)において免疫を与える能力を有する、魚でのワクチン目的及び/又は予防的健康管理のために使用されるためのDNA配列。
  20. 異種配列又は異種遺伝子、好ましくはコイ春ウイルス血症を引き起こすラブドウイルスのG糖タンパク質をさらに含む、請求項19に記載のDNA配列。
  21. コイヘルペスウイルスゲノム又はその一部を含む、ベクター。
  22. コイヘルペスウイルスゲノムにおいて、チミジンキナーゼ遺伝子、ORF12:推定腫瘍壊死因子(TNF)受容体遺伝子、ORF16:推定Gタンパク質共役受容体(GPCR)遺伝子、ORF134:推定インターロイキン10相同遺伝子、ORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子又はそれらの何らかの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子が欠損しており、好ましくはチミジンキナーゼ遺伝子及び/又はORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子、さらに好ましくは両遺伝子が欠損している、請求項21に記載のベクター。
  23. 異種配列又は異種遺伝子、好ましくはコイ春ウイルス血症を引き起こすラブドウイルスのG糖タンパク質をさらに含む、請求項21又は請求項22に記載のベクター。
  24. BACベクター配列をさらに含む、請求項21又は請求項23の何れか1項に記載のベクター。
  25. 請求項1から請求項18に記載の何れか1項に記載の組み換えコイヘルペスウイルス又は請求項19もしくは請求項20に記載のDNA配列又は請求項21から請求項24の何れか1項に記載のベクターを含む細胞。
  26. 寄託番号LMBP5658を有する、請求項25に記載の細胞。
  27. 請求項26に記載の細胞により生成されるウイルス。
  28. 次の組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)ゲノム又は組み換えコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)ゲノムの何れか1つ:(a)細菌人工染色体(BAC)ベクター配列を含む組み換えコイヘルペスウイルスゲノム(KHV)又は組み換えコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)ゲノム;(b)(a)の構築物から細菌人工染色体(BAC)ベクター配列が切除される、組み換えコイヘルペスウイルスゲノム(KHV)又は組み換えコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)ゲノムを、許容状態の真核細胞に導入し;組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)又は組み換えコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)を生成させるために宿主細胞を培養する段階を含む、組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)又はCyprinidヘルペスウイルス3(CyHV−3)の感染粒子の生成のための方法。
  29. 請求項28の方法により生成される、感染粒子。
  30. コイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)寄託番号LMBP6581CB又はその派生物。
  31. コイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)により引き起こされる疾患の予防的及び/又は治療的処置のためのワクチン。
  32. 請求項1から請求項18の何れか1項に記載の組み換えコイヘルペスウイルス又は請求項19もしくは請求項20に記載のDNA配列又は請求項21から請求項24の何れか1項に記載のベクター又は請求項29に記載の感染粒子を含むか又はコイヘルペスウイルス(KHV)もしくは(KHV)もしくはコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)寄託番号LMBP6581CBもしくはその派生物を含む、請求項28に記載のワクチン。
  33. コイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)により引き起こされる疾患の予防的及び/又は治療的処置のための医薬品/ワクチンの製造のための、請求項1から請求項18の何れか1項に記載の組み換えコイヘルペスウイルス又は請求項19もしくは請求項20に記載のDNA配列又は請求項21から請求項24の何れか1項に記載のベクター又は請求項29に記載の感染粒子又はコイヘルペスウイルス(KHV)又はCyHV−3寄託番号LMBP6581CBもしくはその派生物の使用。
  34. 請求項1から請求項18の何れか1項に記載の組み換えコイヘルペスウイルス又は請求項19もしくは請求項20に記載のDNA配列又は請求項21から請求項24の何れか1項に記載のベクター又は請求項29に記載の感染粒子又はコイヘルペスウイルス(KHV)又はCyHV−3寄託番号LMBP6581CBもしくはその派生物の治療的有効量の、魚、好ましくはコイ、より好ましくはマゴイ(Cyprinus carpio carpio)又はニシキゴイ(Cyprinus carpio koi)個体への導入を含む、コイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)により引き起こされる疾患の予防的及び/又は治療的処置のための方法。
  35. 請求項18に記載の組み換えコイヘルペスウイルス又は請求項20に記載のDNA配列又は請求項23に記載のベクターを含んでいる、コイ春ウイルス血症を引き起こすラブドウイルスにより引き起こされる疾患の予防的及び/又は治療的処置のためのワクチン。
  36. チミジンキナーゼ遺伝子が欠損している、組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)。
  37. ORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子が欠損している、組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)。
  38. チミジンキナーゼ遺伝子及びORF140:推定チミジル酸キナーゼ遺伝子が欠損している、組み換えコイヘルペスウイルス(KHV)又はコイ科ヘルペスウイルス3(CyHV−3)。
  39. シプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)もしくはそれら由来の細胞へ又はシプリヌス・カルピオ(Cyprinus carpio)以外の魚もしくはそれら由来の細胞へ、関心のあるポリヌクレオチド又は遺伝子を運ぶためのベクターとしての、請求項1から請求項18、請求項36から請求項38の何れか1項に記載の組み換えコイヘルペスウイルス又は請求項19もしくは請求項20に記載のDNA配列又は請求項21から請求項24の何れか1項に記載のベクターの使用。
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