JP2013099339A - H3型ウマa型インフルエンザウイルス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】特定のアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードするHA遺伝子断片、又は位置78のアラニンを有しかつ位置159のセリンを有する特定のアミノ酸配列と少なくとも95%のアミノ酸配列同一性を有するHAをコードするHA遺伝子断片を含む、単離H3ウマインフルエンザウイルス。H3ウマインフルエンザウイルスHAの遺伝子断片、又はNA、PB1、PB2、PA、NP、M1、M2、NS1又はNS2の遺伝子断片を含む単離ポリヌクレオチド。ウイルスの有効量を含む、インフルエンザに対して哺乳動物を免疫するための医薬組成物であって、該哺乳動物に投与される、医薬組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、一部分、アメリカ合衆国政府の助成(合衆国農業部門から2001-35204-10184助成)によりなされたものである。政府は、本発明に関するある権利を有する。
インフルエンザは、ウマを含む哺乳動物のおける主な呼吸器疾患であり、毎年実質的に死亡率及び経済的損失の原因となっている。加えて、インフルエンザウイルス感染症は、家禽において重大な全身性疾患を引き起こすことができ、死を招く。インフルエンザウイルスゲノムの分類した性質は、2以上のインフルエンザウイルスに感染した細胞においてウイルス複製の間に断片の再集合を起こす。断片の再集合は、遺伝子の突然変異及びドリフトと組み合わされて、長期にわたって多数のインフルエンザウイルスの分岐株を生じ得る。新規株は、その血球凝集素(HA)及び/又はノイラミニダーゼ(NA)タンパク質に抗原性変化を示し、特にHAタンパク質をコードする遺伝子は、高度の変動性を有する。インフルエンザ予防の主な現在の方法は、ワクチン接種である。ほとんど一般的には、全ウイルスワクチンが使用される。インフルエンザHAタンパク質が、ウイルスに対する宿主の保護的免疫反応に関する主な標的抗原であり、高度に変動するため、インフルエンザウイルスの単離及び最近の発症に関連するウイルスのHA抗原の同定及び特徴付けは、ワクチン産生に重要である。流行及び予測に基づいて、ワクチンは、主なそして予測されるインフルエンザウイルス株に対する保護的免疫反応を刺激するように設計される(Park他,2004)。
本発明は、単離されたH3型ウマA型インフルエンザウイルスを提供する。これは、致命的な肺炎で死亡する子馬から単離され、ウイルスは、HAの残基78及び159での特徴的置換(位置の番号付けは、15アミノ酸シグナルペプチドを欠く成熟タンパク質で行う)を有する。すなわちHAの位置78の残基はバリンではなく、位置159の残基はアスパラギンではない。1つの実施態様では、本発明の単離H3型A型インフルエンザウイルスは、残基78で保存的置換、例えば、バリンからアラニンへの置換、及び残基159で非保存的置換、例えばアスパラギン酸からセリン置換を有する。1つの実施態様では、本発明の単離H3型A型インフルエンザウイルスは、位置29でメチオニン以外の残基、例えば非保存的置換、位置54でリシン以外の残基、例えば非保存的置換、位置83でセリン以外の残基、例えば非保存的置換、位置92でアスパラギン以外の残基、例えば非保存的置換、位置222でロイシン以外の残基、例えば非保存的置換、位置272でアラニン以外の残基、例えば保存的置換、及び/又は位置328でトレオニン以外の残基、例えば保存的置換を有する。保存的アミノ酸置換は、類似の側鎖を有する残基間の置換可能性を言う。例えば、脂肪族側鎖を有するアミノ酸群は、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン及びイソロイシンであり;アミド含有側鎖を有するアミノ酸群は、アスパラギン及びグルタミンであり;芳香族側鎖を有するアミノ酸群は、フェニルアラニン、チロシン及びトリプトファンであり:塩基性側鎖を有するアミノ酸群は、リシン、アルギニン及びヒスチジンであり;イオウ含有側鎖を有するアミノ酸群は、システイン及びメチオニンである。1つの実施態様では、保存的アミノ酸置換群は以下である:トレオニン-バリン-ロイシン-イソロイシン-アラニン;フェニルアラニン-チロシン;リシン-アルギニン;アラニン-バリン;グルタミン酸-アスパラギン酸;及び、アスパラギン-グルタミン。
定義
本明細書で用いる用語「単離された」とは、in vivo物質には関連せず、又はin vitro物質から実質的に単離されるような、核酸分子、例えば本発明のベクター又はプラスミド、ペプチド又はポリペプチド(タンパク質)、又はウイルスのin vitroでの調製及び/又は分離を言う。単離ウイルス調製物は、一般的にin vitro培養及び増殖によって得られ、実質的に他の感染剤を含まない。
A型インフルエンザは、少なくとも10タンパク質をコードする8単一-鎖ネガティブセンスウイルス性RNA(複数)(vRNA(複数))のゲノムを有する。インフルエンザウイルス生命サイクルは、宿主細胞の表面上のシアル酸含有受容体への血球凝集素(HA)の結合に始まり、次いで受容体-介在エンドサイトーシスが起こる。末期のエンドソームの低pHは、HAの構造的変化を引き起こし、その結果、HA2サブユニットのN-末端(いわゆる融合ペプチド)を生じる。融合ペプチドは、ウイルス性及びエンドソーム膜を生じ、マトリックスタンパク質(M1)及びRNP複合体は、細胞質に放出される。RNP(複数)は、vRNAを包膜する核タンパク質(NP)と、PA、PB1及びPB2タンパク質によって形成されるウイルス性ポリメラーゼ複合体とから成る。RNP(複数)は、核に移送され、転写及び複製が起こる。RNAポリメラーゼ複合体は、3種の反応を触媒する:5’キャップ及び3’ポリA構造を有するmRNAの合成、完全長相補的RNA(cRNA)の合成、及びcRNAを鋳型として用いるゲノムvRNAの合成。新規合成vRNA(複数)、NP及びポリメラーゼタンパク質は、RNP(複数)に会合し、核から除かれ、血漿膜に輸送され、そこで子孫ウイルス粒子の発芽が起こる。ノイラミニダーゼ(NA)タンパク質は、シアリルオリゴサッカライドからシアル酸を除くことにより、感染末期に決定的役割を果たし、その結果、細胞表面から新規会合ビリオンを放出し、ウイルス粒子の自己凝集を抑制する。ウイルス会合は、タンパク質-タンパク質及びタンパク質-vRNA相互作用を含むが、これらの相互作用の性質はほとんど知られていない。
ウマインフルエンザウイルスを引き起こす疾患は、一般的に、H7N7(1に等しい)及びH3N8(2に等しい)サブタイプのA型インフルエンザウイルスである。これらは一般的に、ヒト(H1N1、H2N2及びH3N2)で感染を引き起こすサブタイプとは異なる。ウマインフルエンザは、生ウイルスを含む分泌物(例えば、生理液)の吸入又は接触により感染する。ウイルスは、気道上部及び気道下部の上皮細胞に感染し、4〜6日間内に気道の広範囲に線毛消失を引き起こす。結果的に、粘膜毛様体クリアランス機構が損なわれ、感染するまでの最高32日間、気管クリアランス率は減少する。気管支炎及び気管支梢炎が発症し、間質性肺炎が起こる、これは鬱血、水腫、白血球浸潤を伴う。一般的に、H3N8ウイルスは、H7N7ウイルスよりもかなり重度の疾患を引き起こす;H3N8サブタイプのウイルスはより肺向性であり、及び心筋炎とも関連する。
本発明のワクチンは、本発明の単離インフルエンザウイルス、及び場合により、他の単離インフルエンザウイルス、西ナイル熱ウイルス、ウマヘルペスウイルス、ウマ動脈炎ウイルス、ウマ感染性貧血レンチウイルス、狂犬病ウイルス、東部及び/又は西部及び/又はベネズエラウマ脳炎ウイルス、1以上の単離インフルエンザウイルス又は1以上の他の病原体の1以上の免疫原性タンパク質又は糖タンパク質、例えば1以上の細菌由来の免疫原性タンパク質、非インフルエンザウイルス、酵母又は菌類、又は本発明の単離インフルエンザウイルスの1以上の免疫原性タンパク質を含む1以上のウイルス性タンパク質(例えばDNAワクチン)をコードする単離核酸を含む1以上の他の単離ウイルスを含む。1つの実施態様では、本発明のインフルエンザウイルスは、インフルエンザウイルス又は他の病原体のためのワクチンベクターでもよい。
不活性化インフルエンザウイルスワクチンは、公知の方法、ホルマリン又はβ-プロピオラクトン処理に限定されない、を用いて複製ウイルスを不活性化することにより提供される。本発明に使用できる不活性化ワクチン種は、全ウイルス(WV)ワクチン又はサブビリオン(SV)(スプリット)ワクチンを含むことができる。WVワクチンは、そのままの不活性化ウイルスを含み、一方、SVワクチンは、脂質含有ウイルスエンベロープを溶解する界面活性剤で壊した後、残ウイルスの化学的不活性化を行った精製ウイルスを含む。
生の弱毒化インフルエンザウイルスワクチンは、インフルエンザウイルス感染を予防又は治療するために使用することができる。弱毒化は、弱毒化ドナーウイルス由来の弱毒化遺伝子の、公知の方法に従う複製単離物又は組換えウイルスへの輸送によって、単一ステップで達成することができる(例えば、Murphy,1993参照)。A型インフルエンザウイルスへの耐性は、HA及び/又はNA糖タンパク質への免疫応答の発生により主に介在されるため、これらの表面抗原をコードする遺伝子は、組換えウイルス又は臨床的単離物から得られなければならない。弱毒化遺伝子は、弱毒化親から誘導される。この方法において、弱毒化する遺伝子は、好ましくはHA及びNA糖タンパク質をコードしない。
予防接種、例えば鼻腔、非経口又は経口投与に適した本発明の医薬組成物は、1以上のインフルエンザウイルス単離物、例えば1以上の弱毒化又は不活性化インフルエンザウイルス、そのサブユニット、その単離タンパク質(複数)及び/又はその1以上のタンパク質をコードする単離核酸を含む。場合により殺菌水溶液又は非水溶液、懸濁液又はエマルションを更に含む。組成物は、当該分野で公知の補助剤又は賦形剤を更に含むことができる。例えばBerkow他,1987;Avery's Drug Treatment, 1987; Osol, 1980を参照されたい。本発明の組成物は、一般的に個々の用量(単位用量)の形態で提供される。
組成物(又はそれが誘導する抗血清)の投与は、「予防」又は「治療」目的のいずれかでよい。予防的に提供される場合には、ワクチンである本発明の組成物は、病原性感染症の任意の症状又は臨床的兆候が明らかになる前に提供される。組成物の予防的投与は、任意の次の感染を予防し又は弱めるために役立つ。予防的に提供される場合には、本発明の遺伝子療法組成物は、疾患の任意の症状又は臨床的兆候が明らかになる前に提供される。組成物の予防的投与は、疾患に関連する1以上の症状又は臨床的兆候を予防し又は弱めるために役立つ。
本発明の組成物は、受動免疫又は活性免疫のいずれかによって、1以上の病原体に対する耐性、例えば1以上のインフルエンザウイルス株を提供する。活性免疫では、不活性化又は弱毒化生ワクチン組成物は、宿主(例えば哺乳動物)に予防的に投与され、投与に対する宿主免疫応答は、感染及び/又は疾患に対して保護する。受動免疫に関しては、誘導抗血清が回収され、少なくとも1つのインフルエンザウイルス株によって感染を引き起こす疑いのあるレシピエントに投与することができる。本発明の遺伝子治療組成物は、活性免疫により、所望の遺伝子産物の予防的又は治療的レベルを与える。
ウマインフルエンザワクチンは、一般的に、不活性化全ウイルス又はそのサブユニットのいずれかとして、H7N7及びH3N8サブタイプの代表株を含む。それは、抗体を表面糖タンパク質、特にウイルス結合及び細胞への移入に必須であるHAに誘導することによってインフルエンザに対する保護、及び/又は他のウイルスタンパク質に対する潜在的に重要な細胞介在免疫応答を提供する。ワクチン接種は、インフルエンザを予防するには有用であるが、ウマがウイルスとどのように接触するかに従ってワクチン接種の頻度は変動するのでその保護は短命(慣用的不活性化ウイルスワクチンを使用して、3〜4ケ月)である(表1参照)。一次経過の一般的方法は、単一用量によるワクチン接種、その後、3〜6週間後の第二用量によるワクチン接種である。ワクチン製造者は、6〜12ケ月間隔で追加ワクチン接種を行うことを推奨する。あるいは、最初は、1〜2 ml用量、例えば筋肉内(IM)注射、第二は、3〜4週間後に異なった注射部位に1〜2 ml用量、例えばIM注射によって、及び場合により第三は、1〜2 ml用量、例えばIM又は鼻腔内(IN)により、ウマは投与される。ワクチンの各1〜2 ml用量は、約1〜5000億のウイルス粒子、好ましくは1000億ビリオン粒子を含んでもよい。例えば板張りの馬屋、訓練センター、競馬場、ショー及び他のこのようなイベントにおいて非常に多数のウマと接触するウマは、2〜3ケ月毎に頻繁にワクチン接種される。3-用量一次系は、年齢に関係なく、推奨された2-用量系よりもより高くかつ持続的免疫を誘導することが判明した。
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Claims (40)
- 配列番号1を有するHA、又は位置78のバリンもしくは位置159のアルギニンを有さない配列番号1と実質的に同一のアミノ酸配列を有するHAを含む、単離H3ウマインフルエンザウイルス。
- 以下の少なくとも1つを含む、請求項1記載の単離ウマインフルエンザウイルス:配列番号2又は配列番号2と実質的に同一のアミノ酸配列を有するNA、配列番号3又は配列番号3と実質的に同一のアミノ酸配列を有するPB1、配列番号4又は配列番号4と実質的に同一のアミノ酸配列を有するPB2、配列番号5又は配列番号5と実質的に同一のアミノ酸配列を有するPA、配列番号6又は配列番号6と実質的に同一のアミノ酸配列を有するNP、配列番号7又は配列番号7と実質的に同一のアミノ酸配列を有するM1、配列番号17又は配列番号17と実質的に同一のアミノ酸配列を有するM2、配列番号8又は配列番号8と実質的に同一のアミノ酸配列を有するNS1、及び/又は配列番号18又は配列番号18と実質的に同一のアミノ酸配列を有するNS2。
- 配列番号1〜8、17又は18の少なくとも1つをコードする核酸配列に対応するネガティブ鎖核酸を含む、請求項1記載の単離ウマインフルエンザウイルス。
- 配列番号1を有するHA及び配列番号2を有するNAを有する、請求項1記載の単離ウマインフルエンザウイルス。
- 配列番号1と実質的に同一のアミノ酸配列を有するインフルエンザウイルスHA、配列番号2と実質的に同一のアミノ酸配列を有するインフルエンザウイルスNA、配列番号3と実質的に同一のアミノ酸配列を有するインフルエンザウイルスPB1、配列番号4と実質的に同一のアミノ酸配列を有するインフルエンザウイルスPB2、配列番号5と実質的に同一のアミノ酸配列を有するインフルエンザウイルスPA、配列番号6と実質的に同一のアミノ酸配列を有するインフルエンザウイルスNP、配列番号7と実質的に同一のアミノ酸配列を有するインフルエンザウイルスM1、配列番号17と実質的に同一のアミノ酸配列を有するインフルエンザウイルスM2、配列番号8と実質的に同一のアミノ酸配列を有するインフルエンザウイルスNS1、配列番号18と実質的に同一のアミノ酸配列を有するインフルエンザウイルスNS2の核酸部分、又は当該核酸部分の相補鎖を含む単離ポリヌクレオチドであって、HAの当該核酸部分が位置78のバリン又は位置159のアルギニンをコードしない、前記ポリヌクレオチド。
- 前記核酸部分が、配列番号9〜16の1つと実質的に同一の核酸配列、又はその相補鎖を有する、請求項5記載の単離ポリヌクレオチド。
- 作動可能に結合したプロモーター及び/又は転写終結配列を更に含む、請求項5記載の単離ポリヌクレオチド。
- 前記核酸部分がセンス方向にある、請求項7記載のポリヌクレオチド。
- 前記核酸部分がアンチセンス方向にある、請求項7記載のポリヌクレオチド。
- 前記核酸部分の末端に5'及び3'インフルエンザウイルス配列を含む、請求項5記載のポリヌクレオチド。
- 配列番号1〜8又は17〜18の1つと実質的に同一のアミノ酸配列を有する単離ポリペプチドであって、配列番号1と実質的に同一のアミノ酸配列を有する前記ポリペプチドが位置78のバリン又は位置159のアルギニンを有さない、前記ポリペプチド。
- インフルエンザvRNA及び/又はタンパク質産生のための1以上のベクターを含む組成物であって、少なくとも1つのベクターが、請求項5記載の単離ポリペプチドの核酸部分の少なくとも1つに作動可能に結合し、場合により転写終結配列に結合したプロモーターを含む、前記組成物。
- 各ベクターが異なった核酸部分を有する2以上のベクターを含む、請求項12記載の組成物。
- HA、NA、PB1、PB2、PA、NP、M又は場合によりM1及び/又はM2、及びNS又は場合によりNS1及び/又はNS2のためのベクターを含む、請求項12記載の組成物。
- HA、NA、PB1、PB2、PA、NP、M1、M2、NS1又はNS2の1つを除いて全部についての機能性インフルエンザウイルスタンパク質の読み取り枠を有するベクターを含む、請求項12記載の組成物。
- 所定のDNAを含有するベクターを更に含む、請求項12記載の組成物。
- 所定のDNAを含有する前記ベクターが、インフルエンザウイルスベクターである、請求項16記載の組成物。
- 各ベクターが、インフルエンザウイルスベクターである、請求項14又は15の組成物。
- 所定のDNAを含有するベクターを更に含む、請求項18記載の組成物。
- 所定のDNAを含有する前記ベクターが、インフルエンザウイルスベクターである、請求項19記載の組成物。
- 所定の前記DNAが、病原体の免疫原性ポリペプチドもしくはペプチド又は治療的ポリペプチドもしくはペプチドをコードする読み取り枠を含む、請求項16又は19記載の組成物。
- 家禽又は哺乳動物細胞を請求項1のウイルスと接触させるステップを含む、インフルエンザウイルスの製造法。
- 前記ウイルスを単離するステップを更に含む、請求項22記載の製造法。
- 請求項23記載の方法によって得られる単離ウイルス。
- 請求項1又は24記載のウイルスに感染した細胞。
- 請求項1又は24記載のウイルスの有効量を哺乳動物に投与するステップを含む、インフルエンザに対して哺乳動物を免疫する方法。
- 前記哺乳動物がイヌ又はウマである、請求項26記載の方法。
- インフルエンザ感染に対して予防的又は治療的反応を誘導するために十分な量で請求項1又は24記載のウイルスを含むワクチン。
- 異なった単離インフルエンザウイルスを更に含む、請求項28記載のワクチン。
- 前記単離ウマインフルエンザウイルスが弱毒化ウイルスである、請求項28記載のワクチン。
- 前記単離ウマインフルエンザウイルスが組換えウイルスである、請求項28記載のワクチン。
- 前記ウマインフルエンザウイルスが、化学的、物理的又は分子的手段により改変されている、請求項28記載のワクチン。
- アジュバントを更に含む、請求項28記載のワクチン。
- 薬学的に許容される担体を更に含む、請求項28記載のワクチン。
- 前記担体が、鼻腔内又は筋肉内投与に好適である、請求項34記載のワクチン。
- 凍結乾燥形態である、請求項28記載のワクチン。
- 抗-インフルエンザウイルス抗体を含むと疑われる動物の生理的試料を請求項1又は24記載のウイルスに接触させるステップ;及び、当該試料が当該ウイルスに特異的な抗体を含むか否かを決定するステップ、を含む診断方法。
- 抗-インフルエンザウイルス抗体を含むと疑われる動物の生理的試料を請求項11記載の単離HAポリペプチドに接触させるステップ;及び、当該試料が当該単離HAポリペプチドに特異的な抗体を含むか否かを決定するステップ、を含む診断方法。
- インフルエンザウイルスの種特異的複製を検出する方法であって、以下:
(a)1以上の単離インフルエンザウイルスを一次非ヒト哺乳動物気道上皮細胞に接触させるステップ;及び
(b)前記ウイルスの1以上が前記細胞内で効果的に複製するか否かを検出するステップ
を含む、前記方法。 - 前記細胞がイヌ細胞である、請求項39記載の方法。
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