JP2021073261A - 組換えハンセヌラ・ポリモルファによる高用量b型肝炎ワクチン - Google Patents
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Abstract
Description
前記組換えハンセヌラ・ポリモルファによる高用量B型肝炎ワクチンにおいて、前記組換えハンセヌラ・ポリモルファが発現するB型肝炎表面抗原(HBsAg)のDNA配列はSEQ ID NO:1に示されることを特徴とする。前記B型肝炎表面抗原はadwサブタイプである。
前記組換えハンセヌラ・ポリモルファによる高用量B型肝炎ワクチンにおいて、前記組換えハンセヌラ・ポリモルファが発現するB型肝炎表面抗原のアミノ酸配列はSEQ ID NO:2に示されることを特徴とする。
前記組換えハンセヌラ・ポリモルファによる高用量B型肝炎ワクチンにおいて、前記組換えハンセヌラ・ポリモルファが発現するB型肝炎表面抗原は、ウイルス様粒子(VLP)構造であり、HBsAgをハンセヌラ・ポリモルファ脂質に挿入してなり、前記HBsAgの14個のシステインのうち9〜12個がジスルフィド結合を形成することを特徴とする。
前記組換えハンセヌラ・ポリモルファによる高用量B型肝炎ワクチンにおいて、前記組換えハンセヌラ・ポリモルファの宿主であるハンセヌラ・ポリモルファ細胞株は、HU−11(CGMCC No.1218)であり、前記宿主であるハンセヌラ・ポリモルファのオロチジン−5−リン酸デカルボキシラーゼ遺伝子(HURA3)が破壊されたDNA配列がSEQ ID NO:3に示されることを特徴とする。
前記組換えハンセヌラ・ポリモルファによる高用量B型肝炎ワクチンにおいて、インサイチュ共沈殿法又は直接吸着法によって製造されるアルミアジュバント、好ましくはインサイチュ共沈殿法によって製造されるアルミアジュバントをさらに含むことを特徴とする。
前記組換えハンセヌラ・ポリモルファによる高用量B型肝炎ワクチンにおいて、前記B型肝炎ワクチンの免疫手順は、0、1、2〜12月にそれぞれ1剤、合計3剤注射し、好ましくは、0、1、6月にそれぞれ1剤、合計3剤注射することを特徴とする。
前記組換えハンセヌラ・ポリモルファによる高用量B型肝炎ワクチンにおいて、剤型が、プレフィルド注射液剤、注射液剤又は凍結乾燥粉末注射剤から選ばれ、好ましくは、プレフィルド注射液剤であることを特徴とする。
本発明は、組換えハンセヌラ・ポリモルファをさらに提供し、前記組換えハンセヌラ・ポリモルファはSEQ ID NO:1に示されるヌクレオチド配列が含まれ、好ましくは、前記組換えハンセヌラ・ポリモルファのゲノムにSEQ ID NO:1に示されるヌクレオチド配列が組み込まれていることを特徴おとする。
前記組換えハンセヌラ・ポリモルファにおいて、前記組換えハンセヌラ・ポリモルファの宿主であるハンセヌラ・ポリモルファ細胞株は、HU−11(CGMCC No.1218)であり、前記宿主であるハンセヌラ・ポリモルファのオロチジン−5−リン酸デカルボキシラーゼ遺伝子(HURA3)が破壊されたDNA配列がSEQ ID NO:3に示されることを特徴とする。
遺伝子合成技術を用いて、ハンセヌラ・ポリモルファMOX(メタノールオキシダーゼ)プロモーター1.5kb、ハンセヌラ・ポリモルファMOX(メタノールオキシダーゼ)ターミネーター350bp、ハンセヌラ・ポリモルファの自律複製配列HARS 1.0kb、及び出芽酵母のウラシル遺伝子ScURA3 1.1kbの5つの遺伝子素子を緊密に連結した後、pBluescripIIプラスミドに挿入して、シャトルプラスミドpMPT−02を構築する。
相同配列によって媒介される相同組み込みによってオロチジン−5−リン酸デカルボキシラーゼ遺伝子(HURA3)が破壊された組換えハンセヌラ・ポリモルファ株HU−11(CGMCC No.1218)を構築する。該菌株は、中国国内及び国外で使用されて突然変異誘発により生じた従来の栄養要求性宿主菌株に比べて、遺伝的安定性が高く、復帰突然変異率が低いという特徴を有し、遺伝的形質転換及び組換え菌株のスクリーニングを容易に実施できるとともに、野生型菌株の生理学的および生化学的特徴を保持し、組換え菌株の培養や外因性タンパク質の効率的な発現に寄与し、高い工業応用価値がある。ハンセヌラ・ポリモルファ遺伝子が破壊された宿主菌HU11株のURA3遺伝子のDNAシーケンシング結果から明らかなように、遺伝子が破壊された結果、31位の塩基後に、GAAGTの5個の塩基が挿入されている。GAAGTの5個の塩基の挿入によりフレームシフト突然変異が発生する。フレームシフト突然変異により11位後の254個のアミノ酸コードはすべて突然変異し、突然変異により合計15個の終了コードが発生し、このことから、URA3構造遺伝子がさらに発現できないことを示している。GAAGTの5個の塩基は同時に復帰突然変異を発生する確率が極めて小さく、実験によっても宿主菌HU11株の復帰突然変異率がゼロであることを確認した。このような「0」復帰突然変異率を有する宿主菌は、形質転換やスクリーニングに特に有利である。上記遺伝子ノックアウト技術によって構築されたURA3−栄養要求性宿主細胞株HU−11(CGMCC No.1218)については出願者が出願した発明特許CN1651570Aに開示された。宿主ハンセヌラ・ポリモルファ菌HU−11のオロチジン−5−リン酸デカルボキシラーゼ遺伝子(HURA3)が破壊されたDNA配列はSEQ ID NO :3に示される。
SEQ ID NO:1に示される配列に基づいてヌクレオチド配列(以下、HBsAg adw2遺伝子と略称)を合成し、HBsAg adw2遺伝子プラスミドを含むグリセロール菌として構築し、シーケンシングして正確なプラスミドをEcoRI/BamHIで二重酵素消化させ、酵素消化産物からゲル抽出して、701bpの目的断片DNAを回収する。
組換えハンセヌラ・ポリモルファB型肝炎ウイルス表面抗原(HBsAg)adw2サブタイプエンジニアリング菌株を構築するには、出願者が開発した細胞エレクトロポレーション技術を用いて、振幅1500V、容量2200V、時間定数3〜5msのRCパルスで1回電気穿孔し、pMPT−HBs adw2プラスミドを用いて、URA3−遺伝子をノックアウトしたHU−11株(CGMCC No.1218)のハンセヌラ・ポリモルファ細胞を形質転換する。MD選択培養用平皿から成長した単一コロニー形質転換体を選択して、MD液体培地に移した後、連続継代培養し、adw2サブタイプHBsAg遺伝子及び対応する調節要素をマルチコピーにして、宿主であるハンセヌラ・ポリモルファ細胞染色体に異種組み込む。千株余りの形質転換体の単一コロニーについて下記3つのステップのスクリーニングを行う。
(1)形質転換体の単一コロニーが大きく、細胞の成長速度が高いクローン株はマルチコピーである確率が高い。
(2)PCR技術によってHBsAg遺伝子と単一コピー数MOX(メタノールオキシダーゼ)遺伝子の電気泳動バンドの明るさを比較することによって、HBsAg遺伝子のコピー数を半定量的に決定する。
(3)メタノールで誘導して振盪フラスコ培養を72時間行った形質転換体の細胞が破砕した後に放出したHBsAgの発現レベルを検出する。
primer forward:5 ‘−TCAAAAGCGGTATGTCCTTCCACGT−’3
primer reverse:5 ‘−TACTGCTGCCAGTGCACGGTG−’3
エンジニアリング菌のHBsAg遺伝子の増幅産物の大きさは約800bp、ハンセヌラ・ポリモルファの単一コピー遺伝子のMOX遺伝子の増幅産物の大きさは約2000bpである。スクリーニングして得られたエンジニアリング菌株のPCR増幅産物の電気泳動写真は図3に示され、図3中、1はMarkerである。
国家標準に準じて、Lowry法タンパク質定量キットを用いて、タンパク質の濃度を測定し、標準品はキットの提供したウシ血清アルブミン、回帰曲線はy=1.0368x−0.0109、R2=0.999である。発酵原液を生理食塩水で5倍希釈した後、吸光度検出を、ロットごとに2回検出して、それぞれ対応する純品原液におけるHBsAgの濃度を計算し、さらにHBsAg収率を計算し、下表に示す。
2010年の欧州B型肝炎免疫学コンセンサスグループの報道によれば、B型肝炎表面抗原(HBsAg)の免疫接種がB型肝炎を予防・治療するための免疫基礎であり、従来、接種後に抗−HBsを検出することにより免疫反応の強さを評価した。通常、10mIU/mlを保護応答とするが、低レベルの抗−HBsは顕著なHBsAg感染をカバーしてしまう。その結果、一部の国家(たとえばイギリス、1996年)では、より高い保護応答である100 mIU/mlを採用し、すなわち、Anti−HBs<100mIU/mlを低/無応答として判断する。このため、近年開発されている予防性B型肝炎ワクチンで免疫した後、血清学的に検出した保護性Anti−HBs応答レベルの国際格付基準は以下のとおりである。Anti−HBs<10mIU/mlを無応答、10mIU/ml≦Anti−HBs<100 mIU/mlを低応答、100mIU/ml≦Anti−HBs<1000 mIU/mlを正常応答、Anti−HBs≧1000mIU/mlを高応答として判定する。上記報道のとおり、上記標準によれば、中国では、既存の4種類のB型肝炎ワクチンのうち、新生児向けのハンセヌラ・ポリモルファ組換えB型肝炎ワクチン10μg/剤のAnti−HBs応答レベルは上記格付標準に合致し、残りの3種類、すなわち、新生児向けの5μg/剤出芽酵母組換えB型肝炎ワクチン、成人向けの出芽酵母組換えB型肝炎ワクチン20μg/剤及び成人向けのCHO組換えB型肝炎ワクチン20μg/剤はいずれも、低/無応答率が30%程度と高く、幾何平均力価GMTが300mIU/ml程度と低い。特に、中国では、現在、成人に適用できるB型肝炎ワクチンはなかった。このため、市場では、高Anti−HBs免疫応答を有する組換えB型肝炎ワクチンの開発が期待され、ハンセヌラ・ポリモルファ組換えHBsAgの成人用量が40μg/剤、小児用量が20μg/剤のB型肝炎ワクチンの新製品の発展の原動力となっている。
2台(原液リットル(作動体積)×(作動体積)リットル×(作動タンク/年=19,800グラム/年
以下、実施例にて本発明についてさらに説明するが、下記実施例は説明するためのものであり、限定するものではなく、本発明の保護範囲は下記実施例により制限されない
前記SEQ ID NO:1配列に基づいて、pMPT−HBsAg adw2プラスミドを構築した。プラスミドpMPT−HBs adw2の構築プロセスは以下の工程を含む。
設計したハンセヌラ・ポリモルファの好ましいコードHBsAg adw2のDNA配列に基づいてHBsAg adw2遺伝子を合成し、HBsAg adw2遺伝子プラスミドを含むグリセロール菌を構築し、MC407B−16と命名した。
シーケンシングして正確なMC407B−16プラスミドをEcoRI/BamHIで二重酵素消化させ、酵素消化産物についてTaKaRa PCR Fragment Recovery Kit(Code No.D301)でゲル抽出して、701bpの目的断片DNAを回収して、Inset DNA6とした。
酵素消化し、同定して正確なプラスミドpHMPT−02をEcoRI/BamHIで二重酵素消化させ、ゲル抽出して回収して、ベクターDNAを得て、Vector DNA6とした。
MC407A+B+C+D−77プラスミドをそれぞれプライマーRV−M、M13−47、MC407P1、MC407P2、MC407P3、MC407P4、MC407P5、MC407P6、MC407P7、MC407P8、MC407P9、MC407BF11、MC407BR11でシーケンシングした結果、プラスミドpMPT−HBs adw2の結果は正確であることが分かった。
ハンセヌラ・ポリモルファ組換えHBsAgエンジニアリング菌株(すなわち、前記SEQ ID NO:1に示される配列を含むハンセヌラ・ポリモルファ宿主細胞の形質転換スクリーニング株)の構築
組換えハンセヌラ・ポリモルファB型肝炎ワクチンの形質転換とスクリーニングの過程は図5に示される。
具体的に以下を含む。
1)細胞エレクトロポレーション法を用いて、pMPT−HBsAgプラスミドで宿主細胞であるURA3−栄養要求性ハンセヌラ・ポリモルファ細胞株HU−11(CGMCC No.1218)を形質転換した。選択培地(MD液体培地)で平皿により培養した。MD選択培養用平皿から成長した単一コロニー形質転換体を選択して、MD液体培地に移した後、連続継代培養し、adw2サブタイプHBsAg遺伝子及び対応する調節要素をマルチコピーにして、宿主であるハンセヌラ・ポリモルファ細胞の染色体に異種組み込んだ。
2)菌株スクリーニングは以下のステップを含む。
(1)ウラシル原栄養形質転換体の単一コロニーを選択する。
菌体の成長速度が高いコロニーを用いて、PCR技術によってHBsAg遺伝子のバンドの明るさを検出した後、コピー数の多いコロニーを選択して、選択培地を用いて単一コロニーを振盪フラスコ培養し、20〜400世代連続継代培養した。
(2)マルチコピーの異種組み込み形質転換クローン株をスクリーニングする。
ステップ(1)で継代培養した後、メタノールで72時間誘導培養して、ラジオイムノアッセイ(Radio immunoassay or radioimmunoassay、RIA)で形質転換体の細胞が破砕された後に放出するHBsAgの発現レベルを測定する。
(3)遊離プラスミドを除去した高コピー・高発現クローン株をスクリーニングする。
ステップ(2)でスクリーニングしたクローン株を、YPD完全培地で48時間培養した後、選択培地平皿に移してクローン化培養を行い、定量的PCRによってHBsAg遺伝子のコピー数を検出し、RIAによってHBsAg発現レベルを検出する。
(4)ステップ(3)の検出結果に基づいて、遺伝的安定性に優れた組換えハンセヌラ・ポリモルファHBsAgエンジニアリング菌の初代菌株を選択する。
30リットルのパイロット規模発酵の主なプロセス過程は以下のとおりである。
1)シード培地200mlで、液体窒素を用いて貯蔵した菌種を解凍して、培地に接種し、2つの0.5L振盪フラスコに等分して、31℃で22時間培養して一次シードとした。
2)シード培地1600mlを用いて一次シードを二次シード培地に移して、6個の1L振盪フラスコに等分して、31℃で20時間培養して二次シードとした。
3)12L発酵培地をpH5.5に調整して30L発酵缶に投入し、二次シードを接種した後、30〜31℃で、グリセリン、メタノールの2種の炭素源で、成長、抑制解除及び誘導の3つの時期を経て、合計85〜96時間培養して、誘導を停止してから2〜3時間後、細胞を収穫した。凍結細胞をホモジネートした。
(1)成長時期における流加操作は、溶存酸素が有意に低下して、基礎培地が消費されたときに実施し始め、且つ、基礎培地の消費量の増加に伴い徐々に流加速度を向上させ、溶存酸素が戻る前の2〜3時間に流加を終了した。
(2)成長時期の後期に、溶存酸素の上昇をモニタリングして、溶存酸素の最低値を記録し、溶存酸素が70−80%まで戻ったときに、流加を開始させて、抑制解除時期に入った。
(3)抑制解除時期の後期に、流加終了後、溶存酸素が戻り始める。溶存酸素が70〜80%まで戻ったときに、メタノールを流加して溶液を誘導し、メタノール濃度を3〜5‰に制御し、メタノール検出流加コントローラで流加速度を制御した。
(4)細胞収獲時のメタノール残留を減少させるように、発酵終了前の2〜3時間に、メタノール流加を停止した。
1.塩化カルシウム溶液の調製
CaCl2 11.33gを正確に秤量して、洗浄した三角フラスコに投入し、適量の脱イオン水を加えて溶解した後、200mlに定容した。
下記試薬を正確に秤量した。
下記試薬を正確に秤量した。
以上の4種類の溶液をそれぞれ除菌して濾過して、使用時まで保存した。
110℃で30分間高圧蒸気滅菌を行うことで、500ml三角フラスコを2個、1000ml三角フラスコを6個、100mlと500mlのメスシリンダーをそれぞれ1つ充填前に滅菌した。
クリーンベンチにおいて、無菌操作により滅菌したグリセリン水溶液をそれぞれ100ml秤取して、それぞれ滅菌後の2個の500ml三角フラスコに投入して、塩化カルシウム溶液1ml、微量元素溶液1ml、ビタミン溶液0.5ml、痕跡元素溶液0.25mlをそれぞれ加えて、加えた溶液を均一に振とうさせた。
クリーンベンチにおいて、無菌操作技術により滅菌後のグリセリン水溶液1600mlを秤取して、滅菌後の2000ml三角フラスコに投入して、塩化カルシウム溶液16ml、微量元素溶液16ml、ビタミン溶液8ml、痕跡元素溶液4mlをそれぞれ加えた。
試薬として、NH4H2PO4 175g、MgSO4・7H2O 40g、KCl 44g、NaCl 4.4gを正確に秤量して、2000mlの脱イオン水に溶解した。
500ml小ビーカーにグリセリン520gを秤量して、消泡剤10mlを加えて、オンラインで滅菌し、次に、塩化カルシウム溶液175ml、微量元素溶液175ml、ビタミン溶液88ml、痕跡元素溶液44mlを加えた。
1000ml三角フラスコに、NH4H2PO487g、グリセリン260gを秤取して、脱イオン水を500ml加え、包まれた流加管路に加えて、110℃で30分間滅菌した。
5000ml三角フラスコに、グリセリン1800gを秤取して、脱イオン水660mlを加え、包まれた流加管路に加えて、110℃で30分間滅菌し、冷却後、無菌操作により濾過除菌した塩溶液540mlを加えた。
1000ml三角フラスコに、グリセリン400mlを秤取して、包まれた流加管路に加え、110℃で30分間滅菌し、冷却後、無菌操作によりメタノール1600mlを加えた。
精製
実施例3で得られた発酵液について、細胞を収穫して細胞を洗浄し、詳細な精製ステップについては、以下の文献を参照すればよい。李津、孔艷.組換えB型肝炎ワクチンの生産プロセス。李津、兪詠霆、董徳詳編集:生物製薬装置及び分離精製技術.第1版.北京:化学工業出版社、2003:348−349。さらに、上記収獲した細胞をホモジナイザーで破砕して、HBsAgを放出させ、0.22μmの微多孔ろ過器で濾過して、細胞破片を除去し、次に、300Kの限外ろ過器で限外ろ過して小分子不純物を除去し、シリカゲル吸着処理法によりHBsAgを抽出し、最後に、ブチルアガロース疎水性クロマトグラフィー方法で精製した。
1、斉小秋ら、全国人口のウイルス性B型肝炎の血清学的疫学調査の報告、2011年4月第1版、人民衛生出版社。
2、庄輝、中国のB型肝炎予防治療現状及び目標、2008年、会議。
3、黎健ら、上海市で新生児に組換えB型肝炎ワクチン(酵母)を接種した後の低/無応答についての研究、中国のワクチン及び免疫、2011年、第17巻第5期:399−403。
4、劉甲野ら、成人に20ミリグラムの組換えB型肝炎ワクチンを接種した後の免疫応答及びその影響要素の比較研究、中国のワクチン及び免疫、2013年、第19巻第2期:142−146。
5、European Consensus Group on Hepatitis B Immunity. Are booster immunisations needed for lifelong hepatitis B immunity? Lancet 2000; 355: 561−565。
Claims (9)
- 組換えハンセヌラ・ポリモルファによる高用量B型肝炎ワクチンであって、
前記B型肝炎ワクチンを生産する組換えハンセヌラ・ポリモルファ発酵液のHBsAg純品の収率が300mg/L〜400mg/Lであり、
前記B型肝炎ワクチンにおいて、B型肝炎表面抗原の成人用量の目安が40μg/剤で、小児用量の目安が20μg/剤であり、
前記組換えハンセヌラ・ポリモルファが発現するB型肝炎表面抗原のDNA配列はSEQ ID NO:1に示されることを特徴とする組換えハンセヌラ・ポリモルファによる高用量B型肝炎ワクチン。 - 前記組換えハンセヌラ・ポリモルファが発現するB型肝炎表面抗原のアミノ酸配列はSEQ ID NO:2に示されることを特徴とする請求項1に記載の組換えハンセヌラ・ポリモルファによる高用量B型肝炎ワクチン。
- 前記組換えハンセヌラ・ポリモルファが発現するB型肝炎表面抗原は、ウイルス様粒子構造であり、HBsAgをハンセヌラ・ポリモルファ脂質に挿入してなり、前記HBsAgの14個のシステインのうち9〜12個がジスルフィド結合を形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の組換えハンセヌラ・ポリモルファによる高用量B型肝炎ワクチン。
- 前記B型肝炎ワクチンは、インサイチュ共沈殿法又は直接吸着法によって製造されるアルミアジュバント、好ましくは、インサイチュ共沈殿法によって製造されるアルミアジュバントをさらに含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の組換えハンセヌラ・ポリモルファによる高用量B型肝炎ワクチン。
- インサイチュ共沈殿法又は直接吸着法によって製造されるアルミアジュバント、好ましくはインサイチュ共沈殿法によって製造されるアルミアジュバントをさらに含むことを特徴とする請求項3に記載の組換えハンセヌラ・ポリモルファによる高用量B型肝炎ワクチン。
- 前記B型肝炎ワクチンの免疫手順は、0、1、2〜12月にそれぞれ1剤、合計3剤注射し、好ましくは、0、1、6月にそれぞれ1剤、合計3剤注射することを特徴とする請求項1に記載の組換えハンセヌラ・ポリモルファによる高用量B型肝炎ワクチン。
- 剤型が、プレフィルド注射液剤、注射液剤又は凍結乾燥粉末注射剤から選ばれ、好ましくは、プレフィルド注射液剤であることを特徴とする請求項1に記載の組換えハンセヌラ・ポリモルファによる高用量B型肝炎ワクチン。
- 前記B型肝炎表面抗原はadwサブタイプであることを特徴とする請求項1に記載の組換えハンセヌラ・ポリモルファによる高用量B型肝炎ワクチン。
- 前記組換えハンセヌラ・ポリモルファの宿主であるハンセヌラ・ポリモルファ細胞株はHU−11であり、保蔵番号がCGMCC No.1218であり、前記宿主であるハンセヌラ・ポリモルファのオロチジン−5−リン酸デカルボキシラーゼの遺伝子が破壊されたDNA配列がSEQ ID NO:3に示されることを特徴とする請求項1に記載の組換えハンセヌラ・ポリモルファによる高用量B型肝炎ワクチン。
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