JP2022164900A - 合成キメラポックスウイルス - Google Patents

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Abstract

【課題】合成キメラポックスウイルスの提供。【解決手段】本発明は一般に、合成キメラポックスウイルス、かかるウイルスを含む組成物、ならびにかかる合成キメラポックスウイルスを産生するためのシステムおよび方法の開発および使用に関する。合成キメラポックスウイルスは、生ウイルスワクチンおよび医薬製剤に十分適している。化学的ゲノム合成は、天然の鋳型に依存しないので、ウイルスゲノムの大量の構造的および機能的改変が可能である。天然の鋳型が、従来の分子生物学の方法による遺伝的複製または改変に利用可能でない場合、化学的ゲノム合成は特に有用である。【選択図】なし

Description

発明の背景
ポックスウイルス(Poxviridae科のメンバー)は、ヒトおよび動物の両方に感染できる二本鎖DNAウイルスである。ポックスウイルスは、宿主範囲に基づいて2つの亜科に分割される。脊椎動物宿主に感染するChordopoxviridae亜科は、8つの属からなり、そのうち4つの属(Orthopoxvirus、Parapoxvirus、MolluscipoxvirusおよびYatapoxvirus)は、ヒトに感染することが公知である。天然痘は、Orthopoxvirus(OPV)属のメンバーである痘瘡ウイルス(VARV)による感染によって引き起こされる。OPV属は、ラクダ痘ウイルス(CMLV)、牛痘ウイルス(CPXV)、奇肢症ウイルス(ECTV、「マウス痘因子」)、馬痘ウイルス(HPXV)、サル痘ウイルス(MPXV)、ウサギ痘ウイルス(RPXV)、アライグマ痘ウイルス、スカンク痘ウイルス、アレチネズミ痘ウイルス、ウアシンギシュー病(Uasin Gishu disease)ウイルス、ワクシニ
アウイルス(VACV)、痘瘡ウイルス(VARV)およびハタネズミ痘ウイルス(VPV)を含む、いくつかの遺伝的に関連し形態学的に同一なウイルスを含む。VARV以外では、VACV、MPXVおよびCPXVを含む少なくとも3種の他のOPVが、ヒトに感染することが公知である。これまでのところ、「生」VACVによるワクチン接種は、天然痘に対する唯一の証明された保護である。ワクチン接種の積極的なプログラムは、1980年に天然痘の根絶をもたらし、公共の慣用的な天然痘ワクチン接種は停止された。しかし、VARVおよび他のOPVに対して個体をワクチン接種する、新たな安全かつ有効な手段を見出す必要が依然としてある。
VACVの種々の調製物が、天然痘ワクチンとして使用されてきた。これらのほとんどは、いくつかの関連するウイルスから構成され(例えば、Dryvax)、1つは、単一の分子クローンACAM2000を含む。しかし、Dryvaxおよび他のVACVワクチンと同様に、ACAM2000でさえも、心筋症および心膜炎を含む重篤な副作用と関連する。リスクを低減させるために、ACAM2000ワクチンは、他の生ワクチンと同様、がん、免疫不全を有する個体、臓器移植レシピエント、アトピー性皮膚炎、湿疹、乾癬、心臓状態を有する患者、および免疫抑制薬使用中の患者を排除する多数の禁忌を有する。米国人口の15~50%がこれらのカテゴリーの1つに入ると推定されており、従って、より安全なワクチンまたはワクチン接種プロトコールの開発の必要性が確認される(Kennedyら、2007年 Kennedy R、Poland GA. 2007年. T-Cell epitope discovery for variola and vaccinia viruses. Rev Med Viroll 7巻:93~113頁)。従って、有効性においてDryvaxまたはACAM2000(商標)と等価であるがより安全なワクチンの開発が必要とされている。
Kennedyら、2007年 Kennedy R、Poland GA. 2007年. T-Cell epitope discovery for variola and vaccinia viruses. Rev Med Viroll 7巻:93~113頁
本発明は、化学的に合成されたDNAからアセンブルおよび複製されるキメラポックスウイルスを提供する。化学的ゲノム合成は、天然の鋳型に依存しないので、ウイルスゲノムの大量の構造的および機能的改変が可能である。天然の鋳型が、従来の分子生物学の方法による遺伝的複製または改変に利用可能でない場合、化学的ゲノム合成は特に有用である。
発明の要旨
本発明は、合成キメラポックスウイルス(例えば、合成キメラOPV即ちscOPV)、かかるウイルスを産生するための方法、およびかかるウイルスの、例えば、免疫原としての、免疫原性製剤における、in vitroアッセイにおける、異種遺伝子発現のためのビヒクルとしての、または腫瘍溶解剤としての使用を提供する。本発明の合成キメラポックスウイルスは、野生型ポックスウイルスと比較した1つまたは複数の改変を特徴とする。
一部、本発明は、合成キメラポックスウイルス(例えば、scOPV)を、ポックスウイルスゲノムの化学的に合成された重複する断片から産生することができるという発見に関する。従って、本発明は一部、化学的に合成された核酸から複製およびアセンブルされる合成キメラポックスウイルス(例えば、scOPV)を提供する。本開示は、かかるウイルスを含む組成物もまた提供する。本開示は、本開示の方法に従って産生されたポックスウイルスを使用する方法をさらに提供する。
別の態様では、本発明は、本発明の合成キメラポックスウイルスを使用して、天然痘、シュードタイプの天然痘ウイルスおよび他のOPVによる感染の結果に対して個々のヒトおよびヒトの集団を保護するための方法を提供する。別の態様では、本発明は、本発明の合成キメラポックスウイルスを使用することによって、入手可能なVACVベースのワクチンよりも少ない毒性、罹患率および死亡率で、天然痘(VARV)およびシュードタイプの天然痘ウイルスによる感染の結果に対して個々のヒトおよびヒトの集団を保護するための方法である。ある特定の態様では、本発明は、合成DNAに由来するDNAから複製および再活性化される合成キメラポックスウイルス(scPV)であって、ウイルスのウイルスゲノムは、1つまたは複数の改変を特徴とするという点でウイルスの野生型ゲノムとは異なり、改変は、化学的に合成されたDNA、cDNAまたはゲノムDNAを含む群に由来する、scPVを提供する。
一部の実施形態では、合成DNAは、化学的に合成されたDNA、PCR増幅されたDNA、操作されたDNA、およびヌクレオシドアナログを含むポリヌクレオチドのうち1つまたは複数から選択される。一部の実施形態では、合成DNAは、化学的に合成されたDNAである。
一部の実施形態では、1つまたは複数の改変は、1つもしくは複数の欠失、挿入、置換、またはそれらの組合せを含む。一部の実施形態では、1つまたは複数の改変は、1つまたは複数の独自の制限部位を導入する1つまたは複数の改変を含む。
一部の実施形態では、ウイルスゲノムは、異種末端ヘアピンループを含む。一部の実施形態では、ウイルスゲノムは、ワクシニアウイルスに由来する末端ヘアピンループを含む。一部の実施形態では、左および右末端ヘアピンループは、a)それぞれ、スロー形態およびファスト形態のワクシニアウイルス末端ヘアピンループを含み、b)それぞれ、ファスト形態およびスロー形態のワクシニアウイルス末端ヘアピンループを含み、c)共にスロー形態のワクシニアウイルス末端ヘアピンループを含み、またはd)共にファスト形態のワクシニアウイルス末端ループを含む。
一部の実施形態では、ウイルスは、scPVのウイルスゲノムの実質的に全てに対応する重複する化学的に合成されたDNA断片から複製および再活性化される。
一部の実施形態では、ウイルスは、1~14個の重複する断片から複製および再活性化される。一部の実施形態では、ウイルスは、8~12個の重複する断片から複製および再活性化される。一部の実施形態では、ウイルスは、10個の重複する断片から複製および再活性化される。
一部の実施形態では、ウイルスは、レポリポックスウイルスにより触媒される組換えおよび再活性化を使用して再活性化される。一部の実施形態では、レポリポックスウイルスは、ショープ線維腫ウイルス(SFV)、野兎線維腫ウイルス、ウサギ線維腫ウイルス、リス線維腫ウイルスおよび粘液腫ウイルスからなる群から選択される。
ある特定の態様では、本発明は、合成DNAに由来するDNAから複製および再活性化される合成キメラオルソポックスウイルス(scOPV)であって、ウイルスのウイルスゲノムは、1つまたは複数の改変を特徴とするという点でウイルスの野生型ゲノムとは異なり、改変は、化学的に合成されたDNA、cDNAまたはゲノムDNAを含む群に由来する、scOPVを提供する。
一部の実施形態では、合成DNAは、化学的に合成されたDNA、PCR増幅されたDNA、操作されたDNA、およびヌクレオシドアナログを含むポリヌクレオチドのうち1つまたは複数から選択される。一部の実施形態では、合成DNAは、化学的に合成されたDNAである。
一部の実施形態では、OPVは、ラクダ痘(CMLV)ウイルス、牛痘ウイルス(CPXV)、奇肢症ウイルス(ECTV)、馬痘ウイルス(HPXV)、サル痘ウイルス(MPXV)、ワクシニアウイルス(VACV)、痘瘡ウイルス(VARV)、ウサギ痘ウイルス(RPXV)、アライグマ痘ウイルス、スカンク痘ウイルス、アレチネズミ痘ウイルス、ウアシンギシュー病ウイルスおよびハタネズミ痘ウイルスからなる群から選択される。
一部の実施形態では、OPVは、VACVである。一部の実施形態では、ウイルスゲノムは、VACV株ACAM2000のゲノムに基づき、1つまたは複数の改変を特徴とするという点でACAM2000ゲノムとは異なる。一部の実施形態では、ウイルスゲノムは、VACV株IOCのゲノムに基づき、1つまたは複数の改変を特徴とするという点でIOCゲノムとは異なる。一部の実施形態では、ウイルスゲノムは、VACV株MVAのゲノムに基づき、1つまたは複数の改変を特徴とするという点でMVAゲノムとは異なる。一部の実施形態では、ウイルスゲノムは、VACV株MVA-BNのゲノムに基づき、1つまたは複数の改変を特徴とするという点でMVA-BNゲノムとは異なる。一部の実施形態では、野生型VACVゲノムは、Western Reserve、Clone 3、Tian Tian、Tian TianクローンTT9、Tian TianクローンTP3、NYCBH、Wyeth、Copenhagen、Lister 107、Lister-LO、IHD-W、LC16m18、Lederle、TashkentクローンTKT3、TashkentクローンTKT4、USSR、Evans、Praha、LIVP、Ikeda、EM-63、Malbran、Duke、3737、CV-1、Connaught Laboratories、Serro 2、CM-01、DryvaxクローンDPP13、DryvaxクローンDPP15、DryvaxクローンDPP20、DryvaxクローンDPP17、DryvaxクローンDPP21および漿尿膜ワクシニアウイルスAnkaraからなる群から選択される株のゲノムである。
一部の実施形態では、1つまたは複数の改変は、1つもしくは複数の欠失、挿入、置換、またはそれらの組合せを含む。
一部の実施形態では、1つまたは複数の改変は、1つまたは複数の独自の制限部位を導入する1つまたは複数の改変を含む。一部の実施形態では、1つまたは複数の改変は、1つまたは複数の制限部位を排除する1つまたは複数の改変を含む。一部の実施形態では、1つまたは複数の改変は、1つまたは複数のAarI制限部位を排除する1つまたは複数の改変を含む。一部の実施形態では、1つまたは複数の改変は、全てのAarI制限部位を排除する1つまたは複数の改変を含む。一部の実施形態では、1つまたは複数の改変は、1つまたは複数のBsaI制限部位を排除する1つまたは複数の改変を含む。
一部の実施形態では、ウイルスゲノムは、異種末端ヘアピンループを含む。一部の実施形態では、ウイルスゲノムは、ワクシニアウイルスに由来する末端ヘアピンループを含む。一部の実施形態では、左および右末端ヘアピンループが、a)それぞれ、スロー形態およびファスト形態のワクシニアウイルス末端ヘアピンループを含み、b)それぞれ、ファスト形態およびスロー形態のワクシニアウイルス末端ヘアピンループを含み、c)共にスロー形態のワクシニアウイルス末端ヘアピンループを含み、またはd)共にファスト形態のワクシニアウイルス末端ループを含む。一部の実施形態では、スロー形態は、配列番号11のヌクレオチド配列に対して少なくとも85%同一であるヌクレオチド配列を含み、ファスト形態が、配列番号12のヌクレオチド配列に対して少なくとも85%同一であるヌクレオチド配列を含む。一部の実施形態では、スロー形態は、配列番号11の配列に対して少なくとも90%同一であるヌクレオチド配列を含み、ファスト形態が、配列番号12のヌクレオチド配列に対して少なくとも90%同一であるヌクレオチド配列を含む。一部の実施形態では、スロー形態は、配列番号11のヌクレオチド配列に対して少なくとも95%同一であるヌクレオチド配列を含み、ファスト形態が、配列番号12のヌクレオチド配列に対して少なくとも95%同一であるヌクレオチド配列を含む。一部の実施形態では、スロー形態は、配列番号11のヌクレオチド配列からなり、ファスト形態が、配列番号12のヌクレオチド配列からなる。
一部の実施形態では、ウイルスは、OPVのウイルスゲノムの実質的に全てに対応する重複する化学的に合成されたDNA断片から複製および再活性化される。
一部の実施形態では、ウイルスは、1~14個の重複する断片から複製および再活性化される。一部の実施形態では、ウイルスは、8~12個の重複する断片から複製および再活性化される。一部の実施形態では、ウイルスは、10個の重複する断片から複製および再活性化される。
一部の実施形態では、ウイルスは、レポリポックスウイルスにより触媒される組換えおよび再活性化を使用して再活性化される。一部の実施形態では、レポリポックスウイルスは、ショープ線維腫ウイルス(SFV)、野兎線維腫ウイルス、ウサギ線維腫ウイルス、リス線維腫ウイルスおよび粘液腫ウイルスからなる群から選択される。
ある特定の態様では、本発明は、合成DNAから複製および再活性化される合成キメラ馬痘ウイルス(scHPXV)であって、ウイルスゲノムは、1つまたは複数の改変を特徴とするという点でHPXVの野生型ゲノムとは異なり、改変は、化学的に合成されたDNA、cDNAまたはゲノムDNAを含む群に由来する、scHPXVを提供する。
一部の実施形態では、合成DNAは、化学的に合成されたDNA、PCR増幅されたDNA、操作されたDNA、およびヌクレオシドアナログを含むポリヌクレオチドのうち1つまたは複数から選択される。一部の実施形態では、合成DNAは、化学的に合成されたDNAである。
一部の実施形態では、ウイルスゲノムは、HPXV株MNR-76のゲノムに基づき、1つまたは複数の改変を特徴とするという点でMNR-76ゲノムとは異なる。一部の実施形態では、1つまたは複数の改変は、1つもしくは複数の欠失、挿入、置換、またはそれらの組合せを含む。
一部の実施形態では、1つまたは複数の改変は、1つまたは複数の独自の制限部位を導入する1つまたは複数の改変を含む。一部の実施形態では、1つまたは複数の改変は、HPXV044またはHPXV095中に存在する。一部の実施形態では、1つまたは複数の改変は、表3に列挙される1つもしくは複数の変異を含む。一部の実施形態では、1つまたは複数の改変は、1つまたは複数の制限部位を排除する1つまたは複数の改変を含む。一部の実施形態では、1つまたは複数の改変は、1つまたは複数のAarI制限部位を排除する1つまたは複数の改変を含む。一部の実施形態では、1つまたは複数の改変は、全てのAarI制限部位を排除する1つまたは複数の改変を含む。一部の実施形態では、1つまたは複数の改変は、1つまたは複数のBsaI制限部位を排除する1つまたは複数の改変を含む。一部の実施形態では、1つまたは複数の改変は、表2に列挙される1つまたは複数の変異を含む。
一部の実施形態では、ウイルスゲノムは、異種末端ヘアピンループを含む。一部の実施形態では、ウイルスゲノムは、ワクシニアウイルスに由来する末端ヘアピンループを含む。一部の実施形態では、左および右末端ヘアピンループが、a)それぞれ、スロー形態およびファスト形態のワクシニアウイルス末端ヘアピンループを含み、b)それぞれ、ファスト形態およびスロー形態のワクシニアウイルス末端ヘアピンループを含み、c)共にスロー形態のワクシニアウイルス末端ヘアピンループを含み、またはd)共にファスト形態のワクシニアウイルス末端ループを含む。一部の実施形態では、スロー形態は、配列番号11の配列に対して少なくとも85%同一であるヌクレオチド配列を含み、ファスト形態が、配列番号12のヌクレオチド配列に対して少なくとも85%同一であるヌクレオチド配列を含む。一部の実施形態では、スロー形態は、配列番号11の配列に対して少なくとも90%同一であるヌクレオチド配列を含み、ファスト形態が、配列番号12のヌクレオチド配列に対して少なくとも90%同一であるヌクレオチド配列を含む。一部の実施形態では、スロー形態は、配列番号11の配列に対して少なくとも95%同一であるヌクレオチド配列を含み、ファスト形態が、配列番号12のヌクレオチド配列に対して少なくとも95%同一であるヌクレオチド配列を含む。一部の実施形態では、スロー形態は、配列番号11のヌクレオチド配列からなり、ファスト形態は、配列番号12のヌクレオチド配列からなる。一部の実施形態では、ウイルスゲノムは、ラクダ痘ウイルス、牛痘ウイルス、奇肢症ウイルス、サル痘ウイルス、痘瘡ウイルス、ウサギ痘ウイルス、アライグマ痘ウイルス、スカンク痘ウイルス、アレチネズミ痘ウイルス、ウアシンギシュー病ウイルスまたはハタネズミ痘ウイルスに由来する末端ヘアピンループを含む。
一部の実施形態では、ウイルスは、HPXVのウイルスゲノムの実質的に全てに対応する重複する化学的に合成されたDNA断片から複製およびアセンブルされる。
一部の実施形態では、ウイルスは、1~14個の重複する断片から複製および再活性化される。一部の実施形態では、ウイルスは、8~12個の重複する断片から複製および再活性化される。一部の実施形態では、ウイルスは、10個の重複する断片から複製および再活性化される。
一部の実施形態では、ウイルスは、レポリポックスウイルスにより触媒される組換えおよび再活性化を使用して再活性化される。一部の実施形態では、レポリポックスウイルスは、ショープ線維腫ウイルス(SFV)、野兎線維腫ウイルス、ウサギ線維腫ウイルス、リス線維腫ウイルスおよび粘液腫ウイルスからなる群から選択される。
ある特定の態様では、本発明は、合成キメラポックスウイルス(scPV)を産生する方法であって、(i)ポックスウイルスのウイルスゲノムの実質的に全てに対応する重複するDNA断片を化学的に合成するステップ;(ii)重複するDNA断片を、ヘルパーウイルス感染細胞中にトランスフェクトするステップ;(iii)細胞を培養して、細胞においてヘルパーウイルスおよび合成キメラポックスウイルス粒子の混合物を産生するステップ;ならびに(iv)混合物を、scPVに特異的な宿主細胞上にプレーティングして、scPVを回収するステップを含む、方法を提供する。
一部の実施形態では、ヘルパーウイルスはレポリポックスウイルスである。一部の実施形態では、レポリポックスウイルスは、ショープ線維腫ウイルス(SFV)、野兎線維腫ウイルス、ウサギ線維腫ウイルス、リス線維腫ウイルスおよび粘液腫ウイルスからなる群から選択される。一部の実施形態では、レポリポックスウイルスはSFVである。
一部の実施形態では、ヘルパーウイルスは鶏痘ウイルスである。
一部の実施形態では、ヘルパーウイルスは、ソラレンで不活性化されたヘルパーウイルスである。
一部の実施形態では、ヘルパーウイルス感染細胞はBGMK細胞である。
一部の実施形態では、ステップ(i)は、ポックスウイルス由来の末端ヘアピンループを化学的に合成するステップ、およびそれらを、ウイルスゲノムの左および右末端を含む断片にライゲートさせるステップ、をさらに含む。
ある特定の態様では、本発明は、合成キメラオルソポックスウイルス(scOPV)を産生する方法であって、(i)OPVのウイルスゲノムの実質的に全てに対応する重複するDNA断片を化学的に合成するステップ;(ii)重複するDNA断片を、ヘルパーウイルス感染細胞中にトランスフェクトするステップ;(iii)細胞を培養して、細胞においてヘルパーウイルスおよびscOPV粒子の混合物を産生するステップ;ならびに(iv)混合物を、OPVに特異的な宿主細胞上にプレーティングして、scOPVを回収するステップを含む、方法を提供する。
一部の実施形態では、ヘルパーウイルスはレポリポックスウイルスである。一部の実施形態では、レポリポックスウイルスは、ショープ線維腫ウイルス(SFV)、野兎線維腫ウイルス、ウサギ線維腫ウイルス、リス線維腫ウイルスおよび粘液腫ウイルスからなる群から選択される。一部の実施形態では、レポリポックスウイルスはSFVである。
一部の実施形態では、ヘルパーウイルスは鶏痘ウイルスである。
一部の実施形態では、ヘルパーウイルスは、ソラレンで不活性化されたヘルパーウイルスである。
一部の実施形態では、ヘルパーウイルス感染細胞はBGMK細胞である。
一部の実施形態では、OPVに特異的な宿主細胞はBSC-40細胞である。
一部の実施形態では、OPVは、ラクダ痘ウイルス、牛痘ウイルス、奇肢症ウイルス、馬痘ウイルス、サル痘ウイルス、ワクシニアウイルス、痘瘡ウイルス、ウサギ痘ウイルス、アライグマ痘ウイルス、スカンク痘ウイルス、アレチネズミ痘ウイルス、ウアシンギシュー病ウイルス、ハタネズミ痘ウイルスからなる群から選択される。
一部の実施形態では、ステップ(i)は、OPV由来の末端ヘアピンループを化学的に合成するステップ、およびそれらを、ウイルスゲノムの左および右末端を含む断片にライゲートさせるステップ、をさらに含む。
ある特定の態様では、本発明は、(i)HPXVゲノムの実質的に全てに対応する重複するDNA断片を化学的に合成するステップ;(ii)重複するDNA断片を、ヘルパーウイルス感染細胞中にトランスフェクトするステップ;(iii)前記細胞を培養して、前記細胞においてヘルパーウイルスおよびscHPXV粒子の混合物を産生するステップ;ならびに(iv)混合物を、HPXVに特異的な宿主細胞上にプレーティングして、scHPXVを回収するステップ、を含む、合成キメラ馬痘ウイルス(scHPXV)を産生する方法を提供する。
ある特定の態様では、本発明は、(i)HPXVゲノムの実質的に全てに対応する重複するDNA断片を化学的に合成するステップ;(ii)重複するDNA断片を、ショープ線維腫ウイルス(SFV)感染細胞中にトランスフェクトするステップ;(iii)前記細胞を培養して、前記細胞においてSFVおよびscHPXV粒子の混合物を産生するステップ;ならびに(iv)混合物を、HPXVに特異的な宿主細胞上にプレーティングして、scHPXVを回収するステップ、を含む、合成キメラ馬痘ウイルス(scHPXV)を産生する方法を提供する。
一部の実施形態では、ヘルパーウイルスはレポリポックスウイルスである。一部の実施形態では、レポリポックスウイルスは、ショープ線維腫ウイルス(SFV)、野兎線維腫ウイルス、ウサギ線維腫ウイルス、リス線維腫ウイルスおよび粘液腫ウイルスからなる群から選択される。一部の実施形態では、レポリポックスウイルスはSFVである。
一部の実施形態では、ヘルパーウイルスは鶏痘ウイルスである。
一部の実施形態では、ヘルパーウイルスは、ソラレンで不活性化されたヘルパーウイルスである。.
一部の実施形態では、ヘルパーウイルス感染細胞はBGMK細胞である。
一部の実施形態では、HPXVに特異的な宿主細胞はBSC-40細胞である。
一部の実施形態では、ステップ(i)は、OPV由来の末端ヘアピンループを化学的に合成するステップ、およびそれらを、HPXVゲノムの左および右末端を含む断片にライゲートさせるステップ、をさらに含む。
一部の実施形態では、重複するDNA断片は、i)配列番号1~10の配列に対して少なくとも85%同一であるヌクレオチド配列;ii)配列番号1~10の配列に対して少なくとも90%同一であるヌクレオチド配列;(iii)配列番号1~10の配列に対して少なくとも95%同一であるヌクレオチド配列;または(iv)配列番号1~10の配列からなるヌクレオチド配列を含む。
一部の実施形態では、SFV感染細胞はBGMK細胞である。
一部の実施形態では、HPXVに特異的な宿主細胞はBSC-40細胞である。
ある特定の態様では、本発明は、本開示の方法によって生成された、合成キメラポックスウイルス(scPV)を提供する。
ある特定の態様では、本発明は、本開示の方法によって生成された、合成キメラオルソポックスウイルス(scOPV)を提供する。
ある特定の態様では、本発明は、本開示の方法によって生成された、合成キメラ馬痘ウイルス(scHPXV)を提供する。
ある特定の態様では、本発明は、薬学的に許容される担体ならびに本開示のscPVを含む組成物を提供する。
ある特定の態様では、本発明は、薬学的に許容される担体ならびに本開示のscOPVを含む組成物を提供する。
ある特定の態様では、本発明は、痘瘡ウイルスに対する免疫応答を誘発またはブーストする方法であって、それを必要とする対象に、本開示のscOPVを含む組成物を投与するステップを含む、方法を提供する。
ある特定の態様では、本発明は、ワクシニアウイルスに対する免疫応答を誘発またはブーストする方法であって、それを必要とする対象に、本開示のscOPVを含む組成物を投与するステップを含む、方法を提供する。
ある特定の態様では、本発明は、サル痘ウイルスに対する免疫応答を誘発またはブーストする方法であって、それを必要とする対象に、本開示のscOPVを含む組成物を投与するステップを含む、方法を提供する。
ある特定の態様では、本発明は、ヒト対象を免疫化して、痘瘡ウイルス感染から対象を保護する方法であって、対象に、本開示のscOPVを含む組成物を投与するステップを含む、ヒト対象を免疫化して、痘瘡ウイルス感染から対象を保護する方法を提供する。
ある特定の態様では、本発明は、痘瘡ウイルス感染を処置する方法であって、それを必要とする対象に、本開示のscOPVを含む組成物を投与するステップを含む、方法を提供する。
ある特定の態様では、本発明は、薬学的に許容される担体ならびに本開示のscHPXVを含む組成物を提供する。
ある特定の態様では、本発明は、痘瘡ウイルスに対する免疫応答を誘発またはブーストする方法であって、それを必要とする対象に、本開示のscHPXVを含む組成物を投与するステップを含む、方法を提供する。
ある特定の態様では、本発明は、ワクシニアウイルスに対する免疫応答を誘発またはブーストする方法であって、それを必要とする対象に、本開示のscHPXVを含む組成物を投与するステップを含む、方法を提供する。
ある特定の態様では、本発明は、サル痘ウイルスに対する免疫応答を誘発またはブーストする方法であって、それを必要とする対象に、本開示のscHPXVを含む組成物を投与するステップを含む、方法を提供する。
ある特定の態様では、本発明は、ヒト対象を免疫化して、痘瘡ウイルス感染から対象を保護する方法であって、対象に、本開示のscHPXVを含む組成物を投与するステップを含む、ヒト対象を免疫化して、痘瘡ウイルス感染から対象を保護する方法を提供する。
ある特定の態様では、本発明は、痘瘡ウイルス感染を処置する方法であって、それを必要とする対象に、本開示のscHPXVを含む組成物を投与するステップを含む、方法を提供する。
ある特定の態様では、本発明は、本開示のscPVを含む組成物を含むキットを提供する。
ある特定の態様では、本発明は、本開示のOPVを含む組成物を含むキットを提供する。
ある特定の態様では、本発明は、本開示のscHPXVを含む組成物を含むキットを提供する。
ある特定の態様では、本発明の組成物は、ポックスウイルス処置施設において投与される。ある特定の態様では、ポックスウイルス処置施設は、本発明の組成物または方法による免疫化または処置を必要とする対象が、免疫化もしくは処置されることを意図しない他の対象、または処置された対象によって潜在的に感染され得る他の対象(例えば、介護者および家族)から隔離されるような環境において免疫化または処置することができる施設である。一部の実施形態では、免疫化されることを意図しない対象または処置された対象によって潜在的に感染される対象は、HIV患者、化学療法を受けている患者、がん、リウマチ学的障害または自己免疫性障害に対する処置を受けている患者、臓器または組織移植を受けているまたは受けた患者、免疫不全を有する患者、小児、妊娠女性、アトピー性皮膚炎、湿疹、乾癬、心臓状態を有する患者、および免疫抑制薬使用中の患者などが含まれる。一部の実施形態では、ポックスウイルス処置施設は、オルソポックスウイルス処置施設である。一部の実施形態では、ポックスウイルス処置施設は、天然痘処置施設である。
ある特定の態様では、本発明の組成物は、天然痘有害事象の専門家によって投与される。一部の実施形態では、天然痘有害事象には、種痘性湿疹、進行性ワクシニア、ワクチン後脳炎、心筋炎および拡張型心筋症が含まれるがこれらに限定されない。
特定の実施形態では、例えば、以下が提供される:
(項目1)
合成DNAに由来するDNAから複製および再活性化される合成キメラポックスウイルス(scPV)であって、前記ウイルスのウイルスゲノムは、1つまたは複数の改変を特徴とするという点で前記ウイルスの野生型ゲノムとは異なり、前記改変は、化学的に合成されたDNA、cDNAまたはゲノムDNAを含む群に由来する、scPV。
(項目2)
前記合成DNAが、化学的に合成されたDNA、PCR増幅されたDNA、操作されたDNA、およびヌクレオシドアナログを含むポリヌクレオチドのうち1つまたは複数から選択される、項目1に記載のscPV。
(項目3)
前記合成DNAが、化学的に合成されたDNAである、項目1に記載のscPV。
(項目4)
前記1つまたは複数の改変が、1つもしくは複数の欠失、挿入、置換、またはそれらの組合せを含む、項目1から3のいずれか一項に記載のscPV。
(項目5)
前記1つまたは複数の改変が、1つまたは複数の独自の制限部位を導入する1つまたは複数の改変を含む、項目1から4のいずれか一項に記載のscPV。
(項目6)
前記ウイルスゲノムが、異種末端ヘアピンループを含む、項目1から5のいずれか一項に記載のscPV。
(項目7)
前記ウイルスゲノムが、ワクシニアウイルスに由来する末端ヘアピンループを含む、項目1から6のいずれか一項に記載のscPV。
(項目8)
左および右末端ヘアピンループが、
a)それぞれ、スロー形態およびファスト形態の前記ワクシニアウイルス末端ヘアピンループを含み、b)それぞれ、ファスト形態およびスロー形態の前記ワクシニアウイルス末端ヘアピンループを含み、c)共にスロー形態の前記ワクシニアウイルス末端ヘアピンループを含み、またはd)共にファスト形態の前記ワクシニアウイルス末端ループを含む、項目7に記載のscPV。
(項目9)
前記ウイルスが、前記scPVのウイルスゲノムの実質的に全てに対応する重複する化学的に合成されたDNA断片から複製および再活性化される、項目1から8のいずれか一項に記載のscPV。
(項目10)
前記ウイルスが、1~14個の重複する断片から複製および再活性化される、項目9に記載のscPV。
(項目11)
前記ウイルスが、8~12個の重複する断片から複製および再活性化される、項目9に記載のscPV。
(項目12)
前記ウイルスが、10個の重複する断片から複製および再活性化される、項目9に記載のscPV。
(項目13)
前記ウイルスが、レポリポックスウイルスにより触媒される組換えおよび再活性化を使用して再活性化される、項目1から12のいずれか一項に記載のscPV。
(項目14)
前記レポリポックスウイルスが、ショープ線維腫ウイルス(SFV)、野兎線維腫ウイルス、ウサギ線維腫ウイルス、リス線維腫ウイルスおよび粘液腫ウイルスからなる群から選択される、項目13に記載のscPV。
(項目15)
合成DNAに由来するDNAから複製および再活性化される合成キメラオルソポックスウイルス(scOPV)であって、前記ウイルスのウイルスゲノムは、1つまたは複数の改変を特徴とするという点で前記ウイルスの野生型ゲノムとは異なり、前記改変は、化学的に合成されたDNA、cDNAまたはゲノムDNAを含む群に由来する、scOPV。
(項目16)
前記合成DNAが、化学的に合成されたDNA、PCR増幅されたDNA、操作されたDNA、およびヌクレオシドアナログを含むポリヌクレオチドのうち1つまたは複数から選択される、項目15に記載のscOPV。
(項目17)
前記合成DNAが、化学的に合成されたDNAである、項目15に記載のscOPV。
(項目18)
前記scOPVのウイルスゲノムが、ラクダ痘(CMLV)ウイルス、牛痘ウイルス(CPXV)、奇肢症ウイルス(ECTV)、馬痘ウイルス(HPXV)、サル痘ウイルス(MPXV)、ワクシニアウイルス(VACV)、痘瘡ウイルス(VARV)、ウサギ痘ウイルス(RPXV)、アライグマ痘ウイルス、スカンク痘ウイルス、アレチネズミ痘ウイルス、ウアシンギシュー病ウイルスおよびハタネズミ痘ウイルスからなる群から選択されるOPVに基づく、項目15から17のいずれか一項に記載のscOPV。
(項目19)
前記scOPVのウイルスゲノムが、VACVに基づく、項目15から18のいずれか一項に記載のscOPV。
(項目20)
前記scOPVのウイルスゲノムが、VACV株ACAM2000のゲノムに基づき、1つまたは複数の改変を特徴とするという点で前記ACAM2000ゲノムとは異なる、項目19に記載のscOPV。
(項目21)
前記scOPVのウイルスゲノムが、VACV株IOCのゲノムに基づき、1つまたは複数の改変を特徴とするという点で前記IOCゲノムとは異なる、項目19に記載のscOPV。
(項目22)
前記scOPVのウイルスゲノムが、VACV株MVAのゲノムに基づき、1つまたは複数の改変を特徴とするという点で前記MVAゲノムとは異なる、項目19に記載のscOPV。
(項目23)
前記scOPVのウイルスゲノムが、VACV株MVA-BNのゲノムに基づき、1つまたは複数の改変を特徴とするという点で前記MVA-BNゲノムとは異なる、項目19に記載のscOPV。
(項目24)
前記野生型VACVゲノムが、Western Reserve、Clone 3、Tian Tian、Tian TianクローンTT9、Tian TianクローンTP3、NYCBH、Wyeth、Copenhagen、Lister 107、Lister-LO、IHD-W、LC16m18、Lederle、TashkentクローンTKT3、TashkentクローンTKT4、USSR、Evans、Praha、LIVP、Ikeda、EM-63、Malbran、Duke、3737、CV-1、Connaught Laboratories、Serro 2、CM-01、DryvaxクローンDPP13、DryvaxクローンDPP15、DryvaxクローンDPP20、DryvaxクローンDPP17、DryvaxクローンDPP21および漿尿膜ワクシニアウイルスAnkaraからなる群から選択される株のゲノムである、請求項19に記載のscOPV。
(項目25)
前記1つまたは複数の改変が、1つもしくは複数の欠失、挿入、置換、またはそれらの組合せを含む、項目15から24のいずれか一項に記載のscOPV。
(項目26)
前記1つまたは複数の改変が、1つまたは複数の独自の制限部位を導入する1つまたは複数の改変を含む、項目15から25のいずれか一項に記載のscOPV。
(項目27)
前記1つまたは複数の改変が、1つまたは複数の制限部位を排除する1つまたは複数の改変を含む、項目15から26のいずれか一項に記載のscOPV。
(項目28)
前記1つまたは複数の改変が、1つまたは複数のAarI制限部位を排除する1つまたは複数の改変を含む、項目27に記載のscOPV。
(項目29)
前記1つまたは複数の改変が、全てのAarI制限部位を排除する1つまたは複数の改変を含む、項目28に記載のscOPV。
(項目30)
前記1つまたは複数の改変が、1つまたは複数のBsaI制限部位を排除する1つまたは複数の改変を含む、項目15から29のいずれか一項に記載のscOPV。
(項目31)
前記ウイルスゲノムが、異種末端ヘアピンループを含む、項目15から30のいずれか一項に記載のscOPV。
(項目32)
前記ウイルスゲノムが、ワクシニアウイルスに由来する末端ヘアピンループを含む、項目15から30のいずれか一項に記載のscOPV。
(項目33)
左および右末端ヘアピンループが、a)それぞれ、スロー形態およびファスト形態の前記ワクシニアウイルス末端ヘアピンループを含み、b)それぞれ、ファスト形態およびスロー形態の前記ワクシニアウイルス末端ヘアピンループを含み、c)共にスロー形態の前記ワクシニアウイルス末端ヘアピンループを含み、またはd)共にファスト形態の前記ワクシニアウイルス末端ループを含む、項目32に記載のscOPV。
(項目34)
前記スロー形態が、配列番号11のヌクレオチド配列に対して少なくとも85%同一であるヌクレオチド配列を含み、前記ファスト形態が、配列番号12のヌクレオチド配列に対して少なくとも85%同一であるヌクレオチド配列を含む、項目33に記載のscOPV。
(項目35)
前記スロー形態が、配列番号11の配列に対して少なくとも90%同一であるヌクレオチド配列を含み、前記ファスト形態が、配列番号12のヌクレオチド配列に対して少なくとも90%同一であるヌクレオチド配列を含む、項目33に記載のscOPV。
(項目36)
前記スロー形態が、配列番号11のヌクレオチド配列に対して少なくとも95%同一であるヌクレオチド配列を含み、前記ファスト形態が、配列番号12のヌクレオチド配列に対して少なくとも95%同一であるヌクレオチド配列を含む、項目33に記載のscOPV。
(項目37)
前記スロー形態が、配列番号11のヌクレオチド配列からなり、前記ファスト形態が、配列番号12のヌクレオチド配列からなる、項目33に記載のscOPV。
(項目38)
前記ウイルスが、前記OPVのウイルスゲノムの実質的に全てに対応する重複する化学的に合成されたDNA断片から複製および再活性化される、項目15から37のいずれか一項に記載のscOPV。
(項目39)
前記ウイルスが、1~14個の重複する断片から複製および再活性化される、項目38に記載のscOPV。
(項目40)
前記ウイルスが、8~12個の重複する断片から複製および再活性化される、項目38に記載のscOPV。
(項目41)
前記ウイルスが、10個の重複する断片から複製および再活性化される、項目38に記載のscOPV。
(項目42)
前記ウイルスが、レポリポックスウイルスにより触媒される組換えおよび再活性化を使用して再活性化される、項目15から41のいずれか一項に記載のscOPV。
(項目43)
前記レポリポックスウイルスが、ショープ線維腫ウイルス(SFV)、野兎線維腫ウイルス、ウサギ線維腫ウイルス、リス線維腫ウイルスおよび粘液腫ウイルスからなる群から選択される、項目42に記載のscOPV。
(項目44)
合成DNAから複製および再活性化される合成キメラ馬痘ウイルス(scHPXV)であって、ウイルスゲノムは、1つまたは複数の改変を特徴とするという点でHPXVの野生型ゲノムとは異なり、前記改変は、化学的に合成されたDNA、cDNAまたはゲノムDNAを含む群に由来する、scHPXV。
(項目45)
前記合成DNAが、化学的に合成されたDNA、PCR増幅されたDNA、操作されたDNA、およびヌクレオシドアナログを含むポリヌクレオチドのうち1つまたは複数から選択される、項目44に記載のscHPXV。
(項目46)
前記合成DNAが、化学的に合成されたDNAである、項目44に記載のscHPXV。
(項目47)
前記ウイルスゲノムが、HPXV株MNR-76のゲノムに基づき、1つまたは複数の改変を特徴とするという点で前記MNR-76ゲノムとは異なる、項目44から46のいずれか一項に記載のscHPXV。
(項目48)
前記1つまたは複数の改変が、1つもしくは複数の欠失、挿入、置換、またはそれらの組合せを含む、項目44から47のいずれか一項に記載のscHPXV。
(項目49)
前記1つまたは複数の改変が、1つまたは複数の独自の制限部位を導入する1つまたは複数の改変を含む、項目44から48のいずれか一項に記載のscHPXV。
(項目50)
前記1つまたは複数の改変が、HPXV044またはHPXV095中に存在する、項目49に記載のscHPXV。
(項目51)
前記1つまたは複数の改変が、表3に列挙される1つもしくは複数の変異を含む、項目44から50のいずれか一項に記載のscHPXV。
(項目52)
前記1つまたは複数の改変が、1つまたは複数の制限部位を排除する1つまたは複数の改変を含む、項目44から51のいずれか一項に記載のscHPXV。
(項目53)
前記1つまたは複数の改変が、1つまたは複数のAarI制限部位を排除する1つまたは複数の改変を含む、項目52に記載のscHPXV。
(項目54)
前記1つまたは複数の改変が、全てのAarI制限部位を排除する1つまたは複数の改変を含む、項目53に記載のscHPXV。
(項目55)
前記1つまたは複数の改変が、1つまたは複数のBsaI制限部位を排除する1つまたは複数の改変を含む、項目44から54のいずれか一項に記載のscHPXV。
(項目56)
前記1つまたは複数の改変が、表2に列挙される1つまたは複数の変異を含む、項目44から55のいずれか一項に記載のscHPXV。
(項目57)
前記ウイルスゲノムが、異種末端ヘアピンループを含む、項目44から56のいずれか一項に記載のscHPXV。
(項目58)
前記ウイルスゲノムが、ワクシニアウイルスに由来する末端ヘアピンループを含む、項目57に記載のscHPXV。
(項目59)
左および右末端ヘアピンループが、a)それぞれ、スロー形態およびファスト形態の前記ワクシニアウイルス末端ヘアピンループを含み、b)それぞれ、ファスト形態およびスロー形態の前記ワクシニアウイルス末端ヘアピンループを含み、c)共にスロー形態の前記ワクシニアウイルス末端ヘアピンループを含み、またはd)共にファスト形態の前記ワクシニアウイルス末端ループを含む、項目58に記載のscHPXV。
(項目60)
前記スロー形態が、配列番号11の配列に対して少なくとも85%同一であるヌクレオチド配列を含み、前記ファスト形態が、配列番号12のヌクレオチド配列に対して少なくとも85%同一であるヌクレオチド配列を含む、項目59に記載のscHPXV。
(項目61)
前記スロー形態が、配列番号11の配列に対して少なくとも90%同一であるヌクレオチド配列を含み、前記ファスト形態が、配列番号12のヌクレオチド配列に対して少なくとも90%同一であるヌクレオチド配列を含む、項目59に記載のscHPXV。
(項目62)
前記スロー形態が、配列番号11の配列に対して少なくとも95%同一であるヌクレオチド配列を含み、前記ファスト形態が、配列番号12のヌクレオチド配列に対して少なくとも95%同一であるヌクレオチド配列を含む、項目59に記載のscHPXV。
(項目63)
前記スロー形態が、配列番号11のヌクレオチド配列からなり、前記ファスト形態が、配列番号12のヌクレオチド配列からなる、項目59に記載のscHPXV。
(項目64)
前記ウイルスゲノムが、ラクダ痘ウイルス、牛痘ウイルス、奇肢症ウイルス、サル痘ウイルス、痘瘡ウイルス、ウサギ痘ウイルス、アライグマ痘ウイルス、スカンク痘ウイルス、アレチネズミ痘ウイルス、ウアシンギシュー病ウイルスまたはハタネズミ痘ウイルスに由来する末端ヘアピンループを含む、項目57に記載のscHPXV。
(項目65)
前記ウイルスが、前記HPXVのウイルスゲノムの実質的に全てに対応する重複する化学的に合成されたDNA断片から複製およびアセンブルされる、項目44から64のいずれか一項に記載のscHPXV。
(項目66)
前記ウイルスが、1~14個の重複する断片から複製および再活性化される、項目65に記載のscHPXV。
(項目67)
前記ウイルスが、8~12個の重複する断片から複製および再活性化される、項目65に記載のscHPXV。
(項目68)
前記ウイルスが、10個の重複する断片から複製および再活性化される、項目65に記載のscHPXV。
(項目69)
前記ウイルスが、レポリポックスウイルスにより触媒される組換えおよび再活性化を使用して再活性化される、項目44から68のいずれか一項に記載のscHPXV。
(項目70)
前記レポリポックスウイルスが、ショープ線維腫ウイルス(SFV)、野兎線維腫ウイルス、ウサギ線維腫ウイルス、リス線維腫ウイルスおよび粘液腫ウイルスからなる群から選択される、項目69に記載のscHPXV。
(項目71)
合成キメラポックスウイルス(scPV)を産生する方法であって、
(i)ポックスウイルスのウイルスゲノムの実質的に全てに対応する重複するDNA断片を化学的に合成するステップ;
(ii)前記重複するDNA断片を、ヘルパーウイルス感染細胞中にトランスフェクトするステップ;
(iii)前記細胞を培養して、前記細胞においてヘルパーウイルスおよび合成キメラポックスウイルス粒子の混合物を産生するステップ;ならびに
(iv)前記混合物を、scPVに特異的な宿主細胞上にプレーティングして、前記scPVを回収するステップ
を含む、方法。
(項目72)
前記ヘルパーウイルスがレポリポックスウイルスである、項目71に記載の方法。
(項目73)
前記レポリポックスウイルスが、ショープ線維腫ウイルス(SFV)、野兎線維腫ウイルス、ウサギ線維腫ウイルス、リス線維腫ウイルスおよび粘液腫ウイルスからなる群から選択される、項目72に記載の方法。
(項目74)
前記レポリポックスウイルスがSFVである、項目73に記載の方法。
(項目75)
前記ヘルパーウイルスが鶏痘ウイルスである、項目71に記載の方法。
(項目76)
前記ヘルパーウイルスが、ソラレンで不活性化されたヘルパーウイルスである、項目71に記載の方法。
(項目77)
前記ヘルパーウイルス感染細胞がBGMK細胞である、項目71から74のいずれか一項に記載の方法。
(項目78)
ステップ(i)が、ポックスウイルス由来の末端ヘアピンループを化学的に合成するステップ、およびそれらを、前記ウイルスゲノムの左および右末端を含む断片にライゲートさせるステップ、をさらに含む、項目71から74のいずれか一項に記載の方法。
(項目79)
合成キメラオルソポックスウイルス(scOPV)を産生する方法であって、
(i)OPVのウイルスゲノムの実質的に全てに対応する重複するDNA断片を化学的に合成するステップ;
(ii)前記重複するDNA断片を、ヘルパーウイルス感染細胞中にトランスフェクトするステップ;
(iii)前記細胞を培養して、前記細胞においてヘルパーウイルスおよびscOPV粒子の混合物を産生するステップ;ならびに
(iv)前記混合物を、OPVに特異的な宿主細胞上にプレーティングして、前記scOPVを回収するステップ
を含む、方法。
(項目80)
前記ヘルパーウイルスがレポリポックスウイルスである、項目79に記載の方法。
(項目81)
前記レポリポックスウイルスが、ショープ線維腫ウイルス(SFV)、野兎線維腫ウイルス、ウサギ線維腫ウイルス、リス線維腫ウイルスおよび粘液腫ウイルスからなる群から選択される、項目80に記載の方法。
(項目82)
前記レポリポックスウイルスがSFVである、項目81に記載の方法。
(項目83)
前記ヘルパーウイルスが鶏痘ウイルスである、項目79に記載の方法。
(項目84)
前記ヘルパーウイルスが、ソラレンで不活性化されたヘルパーウイルスである、項目79に記載の方法。
(項目85)
前記ヘルパーウイルス感染細胞がBGMK細胞である、項目79から82のいずれか一項に記載の方法。
(項目86)
前記OPVに特異的な宿主細胞がBSC-40細胞である、項目79から85のいずれか一項に記載の方法。
(項目87)
前記OPVが、ラクダ痘ウイルス、牛痘ウイルス、奇肢症ウイルス、馬痘ウイルス、サル痘ウイルス、ワクシニアウイルス、痘瘡ウイルス、ウサギ痘ウイルス、アライグマ痘ウイルス、スカンク痘ウイルス、アレチネズミ痘ウイルス、ウアシンギシュー病ウイルス、ハタネズミ痘ウイルスからなる群から選択される、項目79から86のいずれか一項に記載の方法。
(項目88)
ステップ(i)が、OPV由来の末端ヘアピンループを化学的に合成するステップ、およびそれらを、前記ウイルスゲノムの左および右末端を含む断片にライゲートさせるステップ、をさらに含む、項目79から87のいずれか一項に記載の方法。
(項目89)
合成キメラ馬痘ウイルス(scHPXV)を産生する方法であって、
(i)HPXVゲノムの実質的に全てに対応する重複するDNA断片を化学的に合成するステップ;
(ii)前記重複するDNA断片を、ヘルパーウイルス感染細胞中にトランスフェクトするステップ;
(iii)前記細胞を培養して、前記細胞においてヘルパーウイルスおよびscHPXV粒子の混合物を産生するステップ;ならびに
(iv)前記混合物を、HPXVに特異的な宿主細胞上にプレーティングして、前記scHPXVを回収するステップ
を含む、方法。
(項目90)
前記ヘルパーウイルスがレポリポックスウイルスである、項目89に記載の方法。
(項目91)
前記レポリポックスウイルスが、ショープ線維腫ウイルス(SFV)、野兎線維腫ウイルス、ウサギ線維腫ウイルス、リス線維腫ウイルスおよび粘液腫ウイルスからなる群から選択される、項目90に記載の方法。
(項目92)
前記レポリポックスウイルスがSFVである、項目91に記載の方法。
(項目93)
前記ヘルパーウイルスが鶏痘ウイルスである、項目89に記載の方法。
(項目94)
前記ヘルパーウイルスが、ソラレンで不活性化されたヘルパーウイルスである、項目89に記載の方法。
(項目95)
前記ヘルパーウイルス感染細胞がBGMK細胞である、項目89から92のいずれか一項に記載の方法。
(項目96)
前記HPXVに特異的な宿主細胞がBSC-40細胞である、項目89から95のいずれか一項に記載の方法。
(項目97)
ステップ(i)が、OPV由来の末端ヘアピンループを化学的に合成するステップ、およびそれらを、前記HPXVゲノムの左および右末端を含む断片にライゲートさせるステップ、をさらに含む、項目89から96のいずれか一項に記載の方法。
(項目98)
前記重複するDNA断片が、
i)配列番号1~10の配列に対して少なくとも85%同一であるヌクレオチド配列;
ii)配列番号1~10の配列に対して少なくとも90%同一であるヌクレオチド配列;
(iii)配列番号1~10の配列に対して少なくとも95%同一であるヌクレオチド配列;または
(iv)配列番号1~10の配列からなるヌクレオチド配列
を含む、項目89から97のいずれか一項に記載の方法。
(項目99)
合成キメラ馬痘ウイルス(scHPXV)を産生する方法であって、
(i)HPXVゲノムの実質的に全てに対応する重複するDNA断片を化学的に合成するステップ;
(ii)前記重複するDNA断片を、ショープ線維腫ウイルス(SFV)感染細胞中にトランスフェクトするステップ;
(iii)前記細胞を培養して、前記細胞においてSFVおよびscHPXV粒子の混合物を産生するステップ;ならびに
(iv)前記混合物を、HPXVに特異的な宿主細胞上にプレーティングして、前記scHPXVを回収するステップ
を含む、方法。
(項目100)
前記SFV感染細胞がBGMK細胞である、項目99に記載の方法。
(項目101)
前記HPXVに特異的な宿主細胞がBSC-40細胞である、項目99または100に記載の方法。
(項目102)
項目71から78のいずれか一項に記載の方法によって生成された、合成キメラポックスウイルス(scPV)。
(項目103)
項目79から88のいずれか一項に記載の方法によって生成された、合成キメラオルソポックスウイルス(scOPV)。
(項目104)
項目89から101のいずれか一項に記載の方法によって生成された、合成キメラ馬痘ウイルス(scHPXV)。
(項目105)
薬学的に許容される担体ならびに項目1から14および102のいずれか一項に記載のscPVを含む組成物。
(項目106)
薬学的に許容される担体ならびに項目15から43および103のいずれか一項に記載のscOPVを含む組成物。
(項目107)
痘瘡ウイルスに対する免疫応答を誘発またはブーストする方法であって、それを必要とする対象に、項目15から43および103のいずれか一項に記載のscOPVを含む組成物を投与するステップを含む、方法。
(項目108)
ワクシニアウイルスに対する免疫応答を誘発またはブーストする方法であって、それを必要とする対象に、項目15から43および103のいずれか一項に記載のscOPVを含む組成物を投与するステップを含む、方法。
(項目109)
サル痘ウイルスに対する免疫応答を誘発またはブーストする方法であって、それを必要とする対象に、項目15から43および103のいずれか一項に記載のscOPVを含む組成物を投与するステップを含む、方法。
(項目110)
ヒト対象を免疫化して、痘瘡ウイルス感染から前記対象を保護する方法であって、前記対象に、項目15から43および103のいずれか一項に記載のscOPVを含む組成物を投与するステップを含む、ヒト対象を免疫化して、痘瘡ウイルス感染から前記対象を保護する方法。
(項目111)
痘瘡ウイルス感染を処置する方法であって、それを必要とする対象に、項目15から43および103のいずれか一項に記載のscOPVを含む組成物を投与するステップを含む、方法。
(項目112)
薬学的に許容される担体ならびに項目44から70および104のいずれか一項に記載のscHPXVを含む組成物。
(項目113)
痘瘡ウイルスに対する免疫応答を誘発またはブーストする方法であって、それを必要とする対象に、項目44から70および104のいずれか一項に記載のscHPXVを含む組成物を投与するステップを含む、方法。
(項目114)
ワクシニアウイルスに対する免疫応答を誘発またはブーストする方法であって、それを必要とする対象に、項目44から70および104のいずれか一項に記載のscHPXVを含む組成物を投与するステップを含む、方法。
(項目115)
サル痘ウイルスに対する免疫応答を誘発またはブーストする方法であって、それを必要とする対象に、項目44から70および104のいずれか一項に記載のscHPXVを含む組成物を投与するステップを含む、方法。
(項目116)
ヒト対象を免疫化して、痘瘡ウイルス感染から前記対象を保護する方法であって、前記対象に、項目44から70および104のいずれか一項に記載のscHPXVを含む組成物を投与するステップを含む、ヒト対象を免疫化して、痘瘡ウイルス感染から前記対象を保護する方法。
(項目117)
痘瘡ウイルス感染を処置する方法であって、それを必要とする対象に、項目44から70および104のいずれか一項に記載のscHPXVを含む組成物を投与するステップを含む、方法。
(項目118)
項目1から13および102のいずれか一項に記載のscPVを含む組成物を含むキット。
(項目119)
項目15から43および103のいずれか一項に記載のOPVを含む組成物、ならびにその使用指示を含むキット。
(項目120)
項目44から70および104のいずれか一項に記載のscHPXVを含む組成物、ならびにその使用指示を含むキット。
(項目121)
前記組成物が、ポックスウイルス処置施設において投与される、項目107から111または113から117のいずれか一項に記載の方法。
(項目122)
前記組成物が、天然痘有害事象の専門家によって投与される、項目107から111、113から117または121のいずれか一項に記載の方法。
(項目123)
前記天然痘有害事象が、種痘性湿疹、進行性ワクシニア、ワクチン後脳炎、心筋炎および拡張型心筋症から選択される、項目122に記載の方法。
(項目124)
項目1から70および102から106のいずれか一項に記載のウイルスを含む組成物または項目105、106もしくは112のいずれか一項に記載の組成物による免疫化または処置を必要とする対象が、免疫化または処置されることを意図しない他の対象から隔離されるような環境において免疫化または処置することができる、ポックスウイルス処置施設。
(項目125)
天然痘有害事象の専門家が前記免疫化または処置を施すことを特徴とする、項目124に記載のポックスウイルス処置施設。
(項目126)
前記天然痘有害事象が、種痘性湿疹、進行性ワクシニア、ワクチン後脳炎、心筋炎および拡張型心筋症から選択される、項目124または125に記載のポックスウイルス処置施設。
(項目127)
免疫化または処置を必要とする前記対象が、項目107から111または113から117のいずれか一項に記載の方法に従って免疫化または処置される、項目124から126のいずれか一項に記載のポックスウイルス処置施設。
上述の概要ならびに以下の本発明の詳細な説明は、添付の図面と併せて読むと、より良く理解される。本発明を例示することを目的として、本発明で好ましい実施形態が図面に示される。しかし、本発明は、示された正確な配置および手段に限定されないことを理解すべきである。
図1Aおよび1B。直鎖dsDNA HPXVゲノム(株MNR;Genbank受託番号DQ792504)の模式図。A.図1Aは、個々のHPXV遺伝子(紫色)ならびに天然に存在するAarIおよびBsaI部位が示された、HPXVゲノムの未改変のゲノム配列を示す。B.図1Bは、重複するゲノムDNA断片(赤色で示される)を使用して化学的に合成された、改変された合成キメラHPXV(scHPXV)ゲノムを示す。VACV末端ヘアピンループをITRにライゲートさせるために使用した操作されたSapI制限部位もまた、左および右ITR断片中の未改変のBsaI部位と共に示される。SapI部位は、プラスミドベクター部位中の、それぞれ左末端逆位配列(LITR)および右末端逆位配列(RITR)のすぐ左側終端および右側終端に位置した。 図1Aおよび1B。直鎖dsDNA HPXVゲノム(株MNR;Genbank受託番号DQ792504)の模式図。A.図1Aは、個々のHPXV遺伝子(紫色)ならびに天然に存在するAarIおよびBsaI部位が示された、HPXVゲノムの未改変のゲノム配列を示す。B.図1Bは、重複するゲノムDNA断片(赤色で示される)を使用して化学的に合成された、改変された合成キメラHPXV(scHPXV)ゲノムを示す。VACV末端ヘアピンループをITRにライゲートさせるために使用した操作されたSapI制限部位もまた、左および右ITR断片中の未改変のBsaI部位と共に示される。SapI部位は、プラスミドベクター部位中の、それぞれ左末端逆位配列(LITR)および右末端逆位配列(RITR)のすぐ左側終端および右側終端に位置した。
図2A~2C。改変されたscHPXV YFP-gpt::095ゲノムおよびVACV(WR株)末端ヘアピンループの詳細な模式図。A.図2Aは、改変されたscHPXV YFP-gpt::095ゲノムを示す。未改変のBsaI部位は、ゲノム上に青色の線として示される。HPXV044(VACV F4Lホモログ)中に創出された新規AvaIおよびStuI制限部位もマークされる(緑色の線)。断片_3のHPXV095遺伝子座(VACV J2Rホモログ)中の選択可能なマーカー黄色蛍光タンパク質/グアノシンホスホリボシルトランスフェラーゼ(yfp/gpt)の位置もまた示される(黄色)。B.図2Bは、S(配列番号11)形態およびF(配列番号12)形態の末端ヘアピンループのヌクレオチド配列を示し、色コード化は、(C)で説明される。C.図2Cは、VACVの直鎖dsDNAゲノムの末端終端に共有結合されるF形態およびS形態の末端ヘアピンループの二次構造予測を示す。末端ループ配列は、緑色で強調される。コンカテマー分割(concatamer resolution)配列は、赤色で囲まれる。
図3Aおよび3B。約70bpのVACV末端ヘアピンが、左および右HPXV ITR断片にライゲートされ得る。A.図3Aは、SapIおよびPvuII認識部位の位置をマークする、左および右HPXV ITR断片の模式図を示す。SapIおよびPvuIIによる消化後のDNAの予測された断片サイズが示される。B.図3Bは、SapIによって切断された1472bpのITR断片への約70bpの末端ヘアピンのライゲーション後の、左および右ITR断片のアガロースゲル電気泳動を示す。ライゲートされたDNAを、PvuIIによって引き続いて切断して、ヘアピンの付加によって引き起こされた、サイズにおける小さい変化の検出を促進した。 図3Aおよび3B。約70bpのVACV末端ヘアピンが、左および右HPXV ITR断片にライゲートされ得る。A.図3Aは、SapIおよびPvuII認識部位の位置をマークする、左および右HPXV ITR断片の模式図を示す。SapIおよびPvuIIによる消化後のDNAの予測された断片サイズが示される。B.図3Bは、SapIによって切断された1472bpのITR断片への約70bpの末端ヘアピンのライゲーション後の、左および右ITR断片のアガロースゲル電気泳動を示す。ライゲートされたDNAを、PvuIIによって引き続いて切断して、ヘアピンの付加によって引き起こされた、サイズにおける小さい変化の検出を促進した。
図4A~4C。scHPXV YFP-gpt::095ゲノムのPCR分析および制限消化は、scHPXV YFP-gpt::095の首尾よい再活性化を確認する。A.図4Aは、scHPXV YFP-gpt::095クローンのPCR分析の結果を示す。VACVおよびscHPXV YFP-gpt::095の両方における保存されたBsaI制限部位に隣接するプライマーを使用して、一連の約1kbpの産物を増幅した。PCR産物を、BsaIによって引き続いて消化し、得られたDNA断片を、アガロースゲル電気泳動によって分離した。VACVは切断されるが、全てのBsaI部位が、2つの異なるscHPXV YFP-gpt::095クローンから欠失されていた。B.図4Bは、VACV-WRおよびscHPXV YFP-gpt::095ゲノムDNAのパルスフィールドゲル電気泳動(PFGE)を示す。ウイルスDNAを、BsaI、HindIIIによって消化し、または未処理のままにし、次いで、1~10秒の切り替え時間で、5.7V/cmで14℃で14時間、1%Seakem goldアガロースゲル上で分離した。インタクトなVACVゲノムとscHPXV YFP-gpt::095ゲノムとの間で、サイズにおける僅かな差異が観察された。アスタリスク()でマークされたかすかなバンドは、不完全なDNA消化産物であるか、またはVACVビリオン調製物にしばしば混入する切断されたミトコンドリアDNA断片であり得る。C.図4Cは、BsaIまたはHindIIIによって消化したVACV-WRおよびscHPXV YFP-gpt::095ゲノムDNAの従来のアガロースゲル電気泳動を示す。DNA断片を、SybrGold DNA染色でゲルを染色することによって可視化した。 図4A~4C。scHPXV YFP-gpt::095ゲノムのPCR分析および制限消化は、scHPXV YFP-gpt::095の首尾よい再活性化を確認する。A.図4Aは、scHPXV YFP-gpt::095クローンのPCR分析の結果を示す。VACVおよびscHPXV YFP-gpt::095の両方における保存されたBsaI制限部位に隣接するプライマーを使用して、一連の約1kbpの産物を増幅した。PCR産物を、BsaIによって引き続いて消化し、得られたDNA断片を、アガロースゲル電気泳動によって分離した。VACVは切断されるが、全てのBsaI部位が、2つの異なるscHPXV YFP-gpt::095クローンから欠失されていた。B.図4Bは、VACV-WRおよびscHPXV YFP-gpt::095ゲノムDNAのパルスフィールドゲル電気泳動(PFGE)を示す。ウイルスDNAを、BsaI、HindIIIによって消化し、または未処理のままにし、次いで、1~10秒の切り替え時間で、5.7V/cmで14℃で14時間、1%Seakem goldアガロースゲル上で分離した。インタクトなVACVゲノムとscHPXV YFP-gpt::095ゲノムとの間で、サイズにおける僅かな差異が観察された。アスタリスク()でマークされたかすかなバンドは、不完全なDNA消化産物であるか、またはVACVビリオン調製物にしばしば混入する切断されたミトコンドリアDNA断片であり得る。C.図4Cは、BsaIまたはHindIIIによって消化したVACV-WRおよびscHPXV YFP-gpt::095ゲノムDNAの従来のアガロースゲル電気泳動を示す。DNA断片を、SybrGold DNA染色でゲルを染色することによって可視化した。 図4A~4C。scHPXV YFP-gpt::095ゲノムのPCR分析および制限消化は、scHPXV YFP-gpt::095の首尾よい再活性化を確認する。A.図4Aは、scHPXV YFP-gpt::095クローンのPCR分析の結果を示す。VACVおよびscHPXV YFP-gpt::095の両方における保存されたBsaI制限部位に隣接するプライマーを使用して、一連の約1kbpの産物を増幅した。PCR産物を、BsaIによって引き続いて消化し、得られたDNA断片を、アガロースゲル電気泳動によって分離した。VACVは切断されるが、全てのBsaI部位が、2つの異なるscHPXV YFP-gpt::095クローンから欠失されていた。B.図4Bは、VACV-WRおよびscHPXV YFP-gpt::095ゲノムDNAのパルスフィールドゲル電気泳動(PFGE)を示す。ウイルスDNAを、BsaI、HindIIIによって消化し、または未処理のままにし、次いで、1~10秒の切り替え時間で、5.7V/cmで14℃で14時間、1%Seakem goldアガロースゲル上で分離した。インタクトなVACVゲノムとscHPXV YFP-gpt::095ゲノムとの間で、サイズにおける僅かな差異が観察された。アスタリスク()でマークされたかすかなバンドは、不完全なDNA消化産物であるか、またはVACVビリオン調製物にしばしば混入する切断されたミトコンドリアDNA断片であり得る。C.図4Cは、BsaIまたはHindIIIによって消化したVACV-WRおよびscHPXV YFP-gpt::095ゲノムDNAの従来のアガロースゲル電気泳動を示す。DNA断片を、SybrGold DNA染色でゲルを染色することによって可視化した。
図5Aおよび5B。VACV末端ヘアピンを、scHPXV YFP-gpt::095 ITR断片に首尾よくライゲートさせた。A.Illumina配列読み取りを、scHPXV YFP-gpt::095参照配列にマッピングした。SapI部位(ベクター中、上の鎖の配列)を切断して、左および右ITR断片へのテロメアヘアピンのライゲーションのための点を創出した。VACV由来末端ヘアピンの末端ループの位置が、コンカテマー分割部位と共に示される。コンカテマー分割部位中の最初のAは、HBXV(NCBI DQ792504)の報告された最初のヌクレオチドでもあり、その「A」の左側の配列の残部は、参照としてVACVを使用して設計した。「C」は、アセンブリプログラムによる読み取りの短縮を回避するための足場として単に付加したことに留意されたい。B.公知のHPXV配列を超えて伸びる最も長いIllumina配列決定読み取りを含むサブセットが、ポリdC鋳型に対してアラインされて示される。これらの読み取りは、合成オリゴヌクレオチドを使用して元々提供されたアンフォールディングされたヘアピンの全長に及ぶ。ポックスウイルス中の末端逆位重複に起因して、左および右終端からの読み取りの全てが一緒に「集積」し、元の配向も分布も失われている。F形態およびS形態の両方のVACVヘアピンが検出され、この領域中のF読み取りのS読み取りに対する比は、8つの異なるウイルス配列決定反応において1.03±0.01(SEM)であったことが明らかである。 図5Aおよび5B。VACV末端ヘアピンを、scHPXV YFP-gpt::095 ITR断片に首尾よくライゲートさせた。A.Illumina配列読み取りを、scHPXV YFP-gpt::095参照配列にマッピングした。SapI部位(ベクター中、上の鎖の配列)を切断して、左および右ITR断片へのテロメアヘアピンのライゲーションのための点を創出した。VACV由来末端ヘアピンの末端ループの位置が、コンカテマー分割部位と共に示される。コンカテマー分割部位中の最初のAは、HBXV(NCBI DQ792504)の報告された最初のヌクレオチドでもあり、その「A」の左側の配列の残部は、参照としてVACVを使用して設計した。「C」は、アセンブリプログラムによる読み取りの短縮を回避するための足場として単に付加したことに留意されたい。B.公知のHPXV配列を超えて伸びる最も長いIllumina配列決定読み取りを含むサブセットが、ポリdC鋳型に対してアラインされて示される。これらの読み取りは、合成オリゴヌクレオチドを使用して元々提供されたアンフォールディングされたヘアピンの全長に及ぶ。ポックスウイルス中の末端逆位重複に起因して、左および右終端からの読み取りの全てが一緒に「集積」し、元の配向も分布も失われている。F形態およびS形態の両方のVACVヘアピンが検出され、この領域中のF読み取りのS読み取りに対する比は、8つの異なるウイルス配列決定反応において1.03±0.01(SEM)であったことが明らかである。
図6A~6C。scHPXV YFP-gpt::095領域96,050~96,500中のBsaI部位を、集合的に変異させた。A.図6Aは、HPXV(DQ792504)ゲノムの1つの領域にマッピングされたIllumina配列読み取りを示す。読み取りのごく一部のみが示される。96,239位および96437位における配列決定読み取りの矛盾は、それぞれ青色および黄色で強調される。B.図6Bは、96239位近傍の、HPXV(DQ792504)にマッピングされたscHPXV YFP-gpt::095からのIllumina配列決定読み取りの拡大図を示す。ヌクレオチド置換(T96239C)が検出された(表2を参照のこと)。C.図6Cは、96437位における、HPXV(DQ792504)にマッピングされたscHPXV YFP-gpt::095からのIllumina配列決定読み取りの拡大図を示す。ヌクレオチド置換(A96437C)が検出された(表2を参照のこと)。これらの変異を、scHPXV YFP-gpt::095をアセンブルするのに使用するクローン中に導入して、望ましくないBsaI認識部位(GGTCTC)を欠失させた。 図6A~6C。scHPXV YFP-gpt::095領域96,050~96,500中のBsaI部位を、集合的に変異させた。A.図6Aは、HPXV(DQ792504)ゲノムの1つの領域にマッピングされたIllumina配列読み取りを示す。読み取りのごく一部のみが示される。96,239位および96437位における配列決定読み取りの矛盾は、それぞれ青色および黄色で強調される。B.図6Bは、96239位近傍の、HPXV(DQ792504)にマッピングされたscHPXV YFP-gpt::095からのIllumina配列決定読み取りの拡大図を示す。ヌクレオチド置換(T96239C)が検出された(表2を参照のこと)。C.図6Cは、96437位における、HPXV(DQ792504)にマッピングされたscHPXV YFP-gpt::095からのIllumina配列決定読み取りの拡大図を示す。ヌクレオチド置換(A96437C)が検出された(表2を参照のこと)。これらの変異を、scHPXV YFP-gpt::095をアセンブルするのに使用するクローン中に導入して、望ましくないBsaI認識部位(GGTCTC)を欠失させた。 図6A~6C。scHPXV YFP-gpt::095領域96,050~96,500中のBsaI部位を、集合的に変異させた。A.図6Aは、HPXV(DQ792504)ゲノムの1つの領域にマッピングされたIllumina配列読み取りを示す。読み取りのごく一部のみが示される。96,239位および96437位における配列決定読み取りの矛盾は、それぞれ青色および黄色で強調される。B.図6Bは、96239位近傍の、HPXV(DQ792504)にマッピングされたscHPXV YFP-gpt::095からのIllumina配列決定読み取りの拡大図を示す。ヌクレオチド置換(T96239C)が検出された(表2を参照のこと)。C.図6Cは、96437位における、HPXV(DQ792504)にマッピングされたscHPXV YFP-gpt::095からのIllumina配列決定読み取りの拡大図を示す。ヌクレオチド置換(A96437C)が検出された(表2を参照のこと)。これらの変異を、scHPXV YFP-gpt::095をアセンブルするのに使用するクローン中に導入して、望ましくないBsaI認識部位(GGTCTC)を欠失させた。
図7A~7C。独自の制限部位AvaIおよびStuIを創出するために使用したscHPXV YFP-gpt::095のHPXV044遺伝子中のヌクレオチド変化。A.図7Aは、HPXV(DQ792504)ゲノム中のHPXV044遺伝子にマッピングされたIllumina配列読み取りを示す。読み取りのごく一部のみが示される。HPXV044は、VACV F4LのHPXVホモログをコードする。配列読み取りが元のHPXV(DQ792504)配列と一致しない部位は、黄色の垂直線で強調される。B.図7Bは、44,512位における、HPXV(DQ792504)にマッピングされたscHPXV YFP-gpt::095からのIllumina配列決定読み取りの拡大図を示す。AvaI部位(CYCGRG;表2を参照のこと)を創出するヌクレオチド置換(T44512G)が同定された。C.図7Cは、45,061位における、HPXV(DQ792504)にマッピングされたscHPXV YFP-gpt::095からのIllumina配列決定読み取りの拡大図を示す。StuI部位(AGGCCT;表2を参照のこと)を創出するヌクレオチド置換(T45061G)が検出された。 図7A~7C。独自の制限部位AvaIおよびStuIを創出するために使用したscHPXV YFP-gpt::095のHPXV044遺伝子中のヌクレオチド変化。A.図7Aは、HPXV(DQ792504)ゲノム中のHPXV044遺伝子にマッピングされたIllumina配列読み取りを示す。読み取りのごく一部のみが示される。HPXV044は、VACV F4LのHPXVホモログをコードする。配列読み取りが元のHPXV(DQ792504)配列と一致しない部位は、黄色の垂直線で強調される。B.図7Bは、44,512位における、HPXV(DQ792504)にマッピングされたscHPXV YFP-gpt::095からのIllumina配列決定読み取りの拡大図を示す。AvaI部位(CYCGRG;表2を参照のこと)を創出するヌクレオチド置換(T44512G)が同定された。C.図7Cは、45,061位における、HPXV(DQ792504)にマッピングされたscHPXV YFP-gpt::095からのIllumina配列決定読み取りの拡大図を示す。StuI部位(AGGCCT;表2を参照のこと)を創出するヌクレオチド置換(T45061G)が検出された。 図7A~7C。独自の制限部位AvaIおよびStuIを創出するために使用したscHPXV YFP-gpt::095のHPXV044遺伝子中のヌクレオチド変化。A.図7Aは、HPXV(DQ792504)ゲノム中のHPXV044遺伝子にマッピングされたIllumina配列読み取りを示す。読み取りのごく一部のみが示される。HPXV044は、VACV F4LのHPXVホモログをコードする。配列読み取りが元のHPXV(DQ792504)配列と一致しない部位は、黄色の垂直線で強調される。B.図7Bは、44,512位における、HPXV(DQ792504)にマッピングされたscHPXV YFP-gpt::095からのIllumina配列決定読み取りの拡大図を示す。AvaI部位(CYCGRG;表2を参照のこと)を創出するヌクレオチド置換(T44512G)が同定された。C.図7Cは、45,061位における、HPXV(DQ792504)にマッピングされたscHPXV YFP-gpt::095からのIllumina配列決定読み取りの拡大図を示す。StuI部位(AGGCCT;表2を参照のこと)を創出するヌクレオチド置換(T45061G)が検出された。
図8A~8C。scHPXV YFP-gpt::095は、BSC-40細胞において、他のオルソポックスウイルスのように増殖するが、小さいプラークの表現型を示す。A.図8Aは、BSC-40(左上パネル)、HeLa(中央上パネル)、初代HEL(右上パネル)およびVero(左下パネル)細胞株におけるVACV-WR、DPP15、CPXVおよびscHPXV YFP-gpt::095の多段階増殖を示す。B.図8Bは、VACV-WR、DPP15、CPXVおよびscHPXV YFP-gpt::095間でのプラークサイズ比較を示す。BSC-40細胞に、示されたウイルスを感染させ、感染の48時間後に、細胞を固定および染色した。3回の独立した実験を通じた24個のプラークの面積(任意単位[A.U.])を、各ウイルスについて測定した。データは、平均プラーク直径として表される。**、P<0.01;****、P<0.0001。C.図8Cは、示されたウイルスを72時間感染させたBSC-40細胞のプラーク形態学を示す。細胞を固定し、染色し、可視化のためにスキャンした。 図8A~8C。scHPXV YFP-gpt::095は、BSC-40細胞において、他のオルソポックスウイルスのように増殖するが、小さいプラークの表現型を示す。A.図8Aは、BSC-40(左上パネル)、HeLa(中央上パネル)、初代HEL(右上パネル)およびVero(左下パネル)細胞株におけるVACV-WR、DPP15、CPXVおよびscHPXV YFP-gpt::095の多段階増殖を示す。B.図8Bは、VACV-WR、DPP15、CPXVおよびscHPXV YFP-gpt::095間でのプラークサイズ比較を示す。BSC-40細胞に、示されたウイルスを感染させ、感染の48時間後に、細胞を固定および染色した。3回の独立した実験を通じた24個のプラークの面積(任意単位[A.U.])を、各ウイルスについて測定した。データは、平均プラーク直径として表される。**、P<0.01;****、P<0.0001。C.図8Cは、示されたウイルスを72時間感染させたBSC-40細胞のプラーク形態学を示す。細胞を固定し、染色し、可視化のためにスキャンした。 図8A~8C。scHPXV YFP-gpt::095は、BSC-40細胞において、他のオルソポックスウイルスのように増殖するが、小さいプラークの表現型を示す。A.図8Aは、BSC-40(左上パネル)、HeLa(中央上パネル)、初代HEL(右上パネル)およびVero(左下パネル)細胞株におけるVACV-WR、DPP15、CPXVおよびscHPXV YFP-gpt::095の多段階増殖を示す。B.図8Bは、VACV-WR、DPP15、CPXVおよびscHPXV YFP-gpt::095間でのプラークサイズ比較を示す。BSC-40細胞に、示されたウイルスを感染させ、感染の48時間後に、細胞を固定および染色した。3回の独立した実験を通じた24個のプラークの面積(任意単位[A.U.])を、各ウイルスについて測定した。データは、平均プラーク直径として表される。**、P<0.01;****、P<0.0001。C.図8Cは、示されたウイルスを72時間感染させたBSC-40細胞のプラーク形態学を示す。細胞を固定し、染色し、可視化のためにスキャンした。
図9。VACV(株ACAM2000;Genbank受託番号AY313847)の直鎖dsDNAゲノムの模式図。VACV ACAM2000の未改変のゲノム配列が、天然に存在するAarIおよびBsaI認識部位をマークして示される。重複するDNA断片は、青色で示される。左(LITR_ACAM2000)および右(RITR_ACAM2000)断片は、橙色で示される。
図10。マウスへの種々の組成物および用量の投与後の経時的な%体重減少のグラフ表示。示されたデータは、10μlのPBS中の、示された用量のscHPXV YFP-gpt::095(scHPXV(ΔHPXV_095/J2R)またはscHPXV(yfp/gpt)とも称する)、scHPXV(野生型)、Dryvax DPP15またはVACV WRが接種された5匹の雌性BALB/cマウスの群から生成される。マウスを、28日間にわたって毎日体重測定し、初期体重の>25%を失ったいずれのマウスも安楽死させる。データポイントは平均スコアを示し、エラーバーは標準偏差を示す。
図11Aおよび11B。マウスへの種々の組成物および用量の投与後の経時的な%体重減少のグラフ表示。示されたデータは、先にワクチン接種され(図10)、次いで、致死用量のVACV WR(10PFU)で鼻腔内抗原投与されるマウスから生成される。図11Aは、13日間にわたって毎日記録した、マウスにおける体重変化を示し、図11Bは、臨床スコアを示す。初期体重の>25%を失ったいずれのマウスも安楽死させる。マウスに、被毛の乱れ(ruffled fur)、猫背の姿勢、呼吸困難および減少した運動性の出現に基づいて臨床スコアを割り当てた。データポイントは、体重またはスコアにおける平均差異を示し、エラーバーは標準偏差を示す。†は、所与の日にVACV感染で死亡するマウスの数を示す。 図11Aおよび11B。マウスへの種々の組成物および用量の投与後の経時的な%体重減少のグラフ表示。示されたデータは、先にワクチン接種され(図10)、次いで、致死用量のVACV WR(10PFU)で鼻腔内抗原投与されるマウスから生成される。図11Aは、13日間にわたって毎日記録した、マウスにおける体重変化を示し、図11Bは、臨床スコアを示す。初期体重の>25%を失ったいずれのマウスも安楽死させる。マウスに、被毛の乱れ(ruffled fur)、猫背の姿勢、呼吸困難および減少した運動性の出現に基づいて臨床スコアを割り当てた。データポイントは、体重またはスコアにおける平均差異を示し、エラーバーは標準偏差を示す。†は、所与の日にVACV感染で死亡するマウスの数を示す。
図12。マウスへの種々の組成物および用量の投与後の経時的な%生存のグラフ表示。示されたデータは、先にワクチン接種され(図10)、次いで、致死用量のVACV WR(10PFU)で鼻腔内抗原投与されるマウスから生成される。図12は、致死用量のVACV WR(10PFU)で鼻腔内抗原投与されるマウスの生存曲線を示す。†は、示された日にVACV感染で死亡するマウスの数を示す。
図13Aおよび13B。VACV-HPXVハイブリッドウイルスの特徴付け。A.VACV株WR中のHPXV挿入物。ウイルスゲノムを、Illuminaプラットフォームを使用して配列決定し、アセンブルし、LAGAN32および「Base-by-Base」33ソフトウェアを使用してアラインさせ、示されたマップを生成した。VACV配列(白色)がHPXV配列によって置き換えられた場所は、差異に従って色コード化する。最初のハイブリッドウイルス(「VACV/HPXV+断片3」)は、VACV DNAをHPXV断片_3と共にSFV感染細胞中に共トランスフェクトすることによって得た。緑色でタグ付けした挿入物は、YFP-gpt選択マーカーをコードする。クローン1~3を、この最初のハイブリッドゲノムからDNAを精製し、それをHPXV断片2、4、5および7と共にSFV感染細胞中に再度トランスフェクトすることによって得た。B.ハイブリッドおよび再活性化されたウイルスを同定するための、PCRベースのスクリーニングアプローチ。HPXVおよびVACVの両方を標的化するように設計され、合成HPXVクローン中の変異されたBsaI部位にまたがるDNAセグメントを増幅するために使用されたPCRプライマー。PCR増幅後、産物をBsaIによって消化して、HPXV(切断しない)からVACV配列(切断する)を区別する。VACV/HPXVハイブリッドは、BsaI感受性部位および抵抗性部位のミックスを示すが、再活性化されたscHPXV YFP-gpt::095クローンは、完全にBsaI抵抗性である。 図13Aおよび13B。VACV-HPXVハイブリッドウイルスの特徴付け。A.VACV株WR中のHPXV挿入物。ウイルスゲノムを、Illuminaプラットフォームを使用して配列決定し、アセンブルし、LAGAN32および「Base-by-Base」33ソフトウェアを使用してアラインさせ、示されたマップを生成した。VACV配列(白色)がHPXV配列によって置き換えられた場所は、差異に従って色コード化する。最初のハイブリッドウイルス(「VACV/HPXV+断片3」)は、VACV DNAをHPXV断片_3と共にSFV感染細胞中に共トランスフェクトすることによって得た。緑色でタグ付けした挿入物は、YFP-gpt選択マーカーをコードする。クローン1~3を、この最初のハイブリッドゲノムからDNAを精製し、それをHPXV断片2、4、5および7と共にSFV感染細胞中に再度トランスフェクトすることによって得た。B.ハイブリッドおよび再活性化されたウイルスを同定するための、PCRベースのスクリーニングアプローチ。HPXVおよびVACVの両方を標的化するように設計され、合成HPXVクローン中の変異されたBsaI部位にまたがるDNAセグメントを増幅するために使用されたPCRプライマー。PCR増幅後、産物をBsaIによって消化して、HPXV(切断しない)からVACV配列(切断する)を区別する。VACV/HPXVハイブリッドは、BsaI感受性部位および抵抗性部位のミックスを示すが、再活性化されたscHPXV YFP-gpt::095クローンは、完全にBsaI抵抗性である。
図14A~14C。scHPXV対scHPXV YFP-gpt::095の増殖特性。A.プラークサイズ測定。相同組換えを使用して、scHPXV YFP-gpt::095中のYFP-gpt遺伝子座を、チミジンキナーゼ遺伝子配列で置き換えた。これは、HPXV遺伝子の完全に野生型の相補体を有するウイルス(scHPXV)を産生した。BSC-40細胞に、示されたウイルスを感染させ、3日間培養した。培養皿を染色し、プラーク面積を、スキャンされたデジタル画像を使用して測定した。統計的有意差が注記される(****P<0.0001)。B.プラーク画像。C.培養物における多段階ウイルス増殖。示された細胞株に、0.01の感染多重度でscHPXVまたはscHPXV YFP-gpt::095を感染させ、示された時点でウイルスを収集し、BSC-40細胞に対して三連で力価決定した。これらのウイルスの増殖には、これらのin vitroアッセイでは有意差は検出されなかった。 図14A~14C。scHPXV対scHPXV YFP-gpt::095の増殖特性。A.プラークサイズ測定。相同組換えを使用して、scHPXV YFP-gpt::095中のYFP-gpt遺伝子座を、チミジンキナーゼ遺伝子配列で置き換えた。これは、HPXV遺伝子の完全に野生型の相補体を有するウイルス(scHPXV)を産生した。BSC-40細胞に、示されたウイルスを感染させ、3日間培養した。培養皿を染色し、プラーク面積を、スキャンされたデジタル画像を使用して測定した。統計的有意差が注記される(****P<0.0001)。B.プラーク画像。C.培養物における多段階ウイルス増殖。示された細胞株に、0.01の感染多重度でscHPXVまたはscHPXV YFP-gpt::095を感染させ、示された時点でウイルスを収集し、BSC-40細胞に対して三連で力価決定した。これらのウイルスの増殖には、これらのin vitroアッセイでは有意差は検出されなかった。 図14A~14C。scHPXV対scHPXV YFP-gpt::095の増殖特性。A.プラークサイズ測定。相同組換えを使用して、scHPXV YFP-gpt::095中のYFP-gpt遺伝子座を、チミジンキナーゼ遺伝子配列で置き換えた。これは、HPXV遺伝子の完全に野生型の相補体を有するウイルス(scHPXV)を産生した。BSC-40細胞に、示されたウイルスを感染させ、3日間培養した。培養皿を染色し、プラーク面積を、スキャンされたデジタル画像を使用して測定した。統計的有意差が注記される(****P<0.0001)。B.プラーク画像。C.培養物における多段階ウイルス増殖。示された細胞株に、0.01の感染多重度でscHPXVまたはscHPXV YFP-gpt::095を感染させ、示された時点でウイルスを収集し、BSC-40細胞に対して三連で力価決定した。これらのウイルスの増殖には、これらのin vitroアッセイでは有意差は検出されなかった。
発明の詳細な説明
一般技術
本明細書で特に定義しない限り、本出願で使用する科学用語および技術用語は、当業者が一般に理解する意味を有するものとする。一般に、本明細書に記載される薬理学、細胞および組織培養、分子生物学、細胞およびがん生物学、神経生物学、神経化学、ウイルス学、免疫学、微生物学、遺伝学ならびにタンパク質および核酸化学と併せて使用される命名法、ならびにそれらの技術は、当技術分野で周知であり、一般に使用されるものである。矛盾する場合、定義を含む本明細書が支配する。
本発明の実施は、特記しない限り、当業者の技術範囲内の、分子生物学(組換え技術を含む)、微生物学、細胞生物学、生化学および免疫学の従来の技術を使用する。かかる技術は、Molecular Cloning: A Laboratory Manual、第2版(Sambrookら、1989年)Cold Spring Harbor Press;Oligonucleotide Synthesis(M.J. Gait編、198
4年);Methods in Molecular Biology、Humana Press;Cell Biology: A Laboratory Notebook(J.E. Cellis編、1998年)Academic Press;Animal Cell Culture(R.I. Freshney編、1987年);Introduction to Cell and Tissue Culture(J.P. MatherおよびP.E. Roberts、1998年)Plenum Press;Cell and Tissue
Culture: Laboratory Procedures(A. Doyle、J.B. GriffithsおよびD.G. Newell編、1993~1998年)J. Wiley and Sons;Methods in Enzymology(Academic Press, Inc.);Gene Transfer Vectors for Mammalian Cells(J.M. Miller
およびM.P. Calos編、1987年);Current Protocols in Molecular Biology(F.M. Ausubelら編、1987年);PCR: The Polymerase Chain Reaction(Mullisら編、1994年);SambrookおよびRussell、Molecular Cloning: A Laboratory Manual、第3版、Cold Spring Harbor Laboratory Press、Cold Spring Harbor、NY(2001年);Ausubelら、Current Protocols in Molecular Biology、John Wiley
& Sons、NY(2002年);HarlowおよびLane、Using Antibodies: A Laboratory
Manual、Cold Spring Harbor Laboratory Press、Cold Spring Harbor、NY(1
998年);Coliganら、Short Protocols in Protein Science、John Wiley & Sons、NY(2003年);Short Protocols in Molecular Biology(Wiley and Sons、1999年)などの文献中で完全に説明されている。
酵素反応および精製技術は、当技術分野で一般に達成されるように、または本明細書に記載されるように、製造業者の仕様書に従って実施される。本明細書に記載される分析化学、生化学、免疫学、分子生物学、合成有機化学ならびに医薬品化学および製薬化学と併せて使用される命名法、ならびにそれらの実験室手順および技術は、当技術分野で周知であり、一般に使用されるものである。標準的な技術が、化学的合成および化学的分析のために使用される。
本明細書および実施形態を通じて、単語「含む(comprise)」、または変化形、例えば、「含む(comprises)」もしくは「含む(comprising)」は、述べられた整数または整数の群を含むことを意味するが、任意の他の整数または整数の群を排除することを意味しないと理解される。
実施形態が言語「含む(comprising)」を用いて本明細書に記載される場合、「~からなる」および/または「~から本質的になる」で記載される、他の点では類似の実施形態もまた提供されることが理解される。
用語「含む(including)」は、「~が含まれるがこれらに限定されない」を意味するために使用される。「含む(including)」および「~が含まれるがこれらに限定されない」は、相互交換可能に使用される。
用語「例えば(e.g.)」または「例えば(for example)」の後の任意の例は、徹底的でも限定的でもないことを意味する。
文脈が他を要求しない限り、単数形の用語は複数を含み、複数形の用語は単数形を含むものとする。
冠詞「1つの(a)」、「1つの(an)」および「この(the)」は、その冠詞の文法的対象の1つまたは1つよりも多く(即ち、少なくとも1つ)を指すために本明細書で使用される。例として、「1つの要素(an element)」は、1つの要素または1つよりも多い要素を意味する。本明細書の「約」値またはパラメーターに対する言及は、その値またはパラメーター自体に対する実施形態を含む(および記載する)。例えば、「約X」に言及する記載は、「X」の記載を含む。数的範囲は、その範囲を規定する数を含む。
本発明の広い範囲を示す数的範囲およびパラメーターが近似であるものの、具体例で示される数値は、可能な限り正確に報告される。しかし、任意の数値は、そのそれぞれの試験測定値において見出される標準偏差から必然的に生じるある特定の誤差を固有に含む。さらに、本明細書に開示される全ての範囲は、その中に含まれる任意のおよび全ての下位範囲を包含することを理解すべきである。例えば、「1~10」の述べられた範囲は、1の最小値と10の最大値との間(それらを含む)の任意のおよび全ての下位範囲;即ち、1またはそれよりも大きい最小値、例えば、1~6.1で始まり、10またはそれ未満の最大値、例えば、5.5~10で終わる全ての下位範囲、を含むとみなすべきである。
本発明の態様または実施形態が、マーカッシュ群または選択肢の他の群分けで記載される場合、本発明は、列挙された群全体を全体として包含するだけでなく、群の各メンバーを個々に、および主要群の全ての可能な下位群を包含し、群メンバーのうち1つまたは複数が存在しない主要群もまた包含する。本発明は、具現化された本発明における、群メンバーのいずれかの1つまたは複数の明確な排除もまた想定する。
例示的な方法および材料が本明細書に記載されるが、本明細書に記載される方法および材料と類似または等価な方法および材料もまた、本発明の実施または試験において使用され得る。材料、方法および例は、例示に過ぎず、限定を意図しない。
定義
以下の用語は、特記しない限り、以下の意味を有すると理解するものとする:
本明細書で使用する場合、用語「野生型ウイルス」、「野生型ゲノム」、「野生型タンパク質」または「野生型核酸」は、ある特定の集団(例えば、特定のウイルス種など)内に天然に存在するアミノ酸または核酸の配列を指す。
用語「キメラ」もしくは「操作された」もしくは「改変された」(例えば、キメラポックスウイルス、操作されたポリペプチド、改変されたポリペプチド、操作された核酸、改変された核酸)またはそれらの文法上の変化形は、ネイティブ配列と比較して1つまたは複数の変化を有するように操作された非ネイティブ配列を指すために、本明細書で相互交換可能に使用される。
本明細書で使用する場合、「合成ウイルス」は、合成DNA(例えば、化学的に合成されたDNA、PCR増幅されたDNA、操作されたDNA、ヌクレオシドアナログを含むポリヌクレオチドなど、またはそれらの組合せ)に当初由来するウイルスを指し、その子孫を含み、この子孫は、天然の、偶発的なまたは計画的な変異に起因して、元の親合成ウイルスと必ずしも完全に同一(形態学において、またはゲノムDNA相補体において)でない場合がある。一部の実施形態では、合成ウイルスは、ウイルスゲノムの実質的に全てが化学的に合成されたDNAに当初由来するウイルスを指す。
本明細書の他の場所で概説したように、ウイルスゲノムのある特定の位置(position)は、変更され得る。「位置(position)」は、本明細書で使用する場合、ゲノム配列中の位置(location)を意味する。対応する位置(position)は、一般に、他の親配列とのアラインメントによって決定される。
本明細書で使用する場合、「残基」は、タンパク質中の位置およびそれに関連するアミノ酸同一性に言及するのに用いられる。
当技術分野で公知のように、「ポリヌクレオチド」または「核酸」は、本明細書で相互交換可能に使用する場合、任意の長さのヌクレオチドの鎖を指し、DNAおよびRNAを含む。ヌクレオチドは、デオキシリボヌクレオチド、リボヌクレオチド、改変されたヌクレオチドもしくは塩基、および/またはそれらのアナログ、あるいはDNAまたはRNAポリメラーゼによって鎖中に取り込まれ得る任意の基質であり得る。ポリヌクレオチドは、改変されたヌクレオチド、例えば、メチル化ヌクレオチドおよびそれらのアナログを含み得る。存在する場合、ヌクレオチド構造に対する改変は、鎖のアセンブリの前または後に付与され得る。ヌクレオチドの配列には、非ヌクレオチド成分が割り込み得る。ポリヌクレオチドは、重合後に、例えば、標識成分とのコンジュゲーションによって、さらに改変され得る。他の型の改変には、例えば、「キャップ」、アナログによる1つまたは複数の天然に存在するヌクレオチドの置換、ヌクレオチド間改変、例えば、非荷電連結(例えば、メチルホスホネート、ホスホトリエステル、ホスホロアミデート(phosphoamidate)、カルバメートなど)によるもの、および荷電連結(例えば、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエートなど)によるものなど、例えばタンパク質(例えば、ヌクレアーゼ、毒素、抗体、シグナルペプチド、ポリ-L-リシンなど)などのペンダント部分を含むもの、インターカレーター(例えば、アクリジン、ソラレンなど)によるもの、キレーター(例えば、金属、放射活性金属、ホウ素、酸化的金属など)を含むもの、アルキル化薬を含むもの、改変された連結によるもの(例えば、アルファアノマー核酸など)、ならびに未改変形態のポリヌクレオチドが含まれる。さらに、糖中に通常存在するヒドロキシル基のいずれかは、例えば、ホスホネート基、ホスフェート基によって置き換えられ得、標準的な保護基によって保護され得、またはさらなるヌクレオチドへのさらなる連結を調製するために活性化され得、あるいは固体支持体にコンジュゲートされ得る。5’および3’末端のOHは、リン酸化され得、またはアミン、もしくは1~20炭素原子の有機キャップ基部分で置換され得る。他のヒドロキシルは、標準的な保護基へと誘導体化されてもよい。ポリヌクレオチドはまた、例えば、2’-O-メチル-、2’-O-アリル、2’-フルオロ-または2’-アジド-リボース、炭素環式糖アナログ、アルファ-またはベータ-アノマー糖、エピマー糖、例えば、アラビノース、キシロースまたはリキソース、ピラノース糖、フラノース糖、セドヘプツロース、非環式アナログおよび脱塩基ヌクレオシドアナログ、例えばメチルリボシドを含む、当技術分野で一般に公知の類似の形態のリボースまたはデオキシリボース糖を含み得る。1つまたは複数のホスホジエステル連結は、代替的な連結基によって置き換えられ得る。これらの代替的な連結基には、ホスフェートがP(O)S(「チオエート」)、P(S)S(「ジチオエート」)、(O)NR(「アミデート」)、P(O)R、P(O)OR’、COまたはCH(「ホルムアセタール」)によって置き換えられる実施形態が含まれるがこれらに限定されず、式中、各RまたはR’は、独立してHであるか、またはエーテル(-O-)連結、アリール、アルケニル、シクロアルキル、シクロアルケニルもしくはアラルジル(araldyl)を任意選択で含む置
換もしくは未置換アルキル(1~20C)である。ポリヌクレオチド中の全ての連結が同一である必要はない。先行する説明は、RNAおよびDNAを含む、本明細書で言及される全てのポリヌクレオチドに適用される。
用語「ポリペプチド」、「オリゴペプチド」、「ペプチド」および「タンパク質」は、任意の長さのアミノ酸の鎖を指すために、本明細書で相互交換可能に使用される。鎖は、直鎖でも分枝鎖でもよく、改変されたアミノ酸を含み得、および/または非アミノ酸によって中断され得る。これらの用語は、天然に改変された、あるいは介入、例えば、ジスルフィド結合形成、グリコシル化、脂質付加、アセチル化、リン酸化、または任意の他の操作もしくは改変、例えば、標識成分とのコンジュゲーションによって改変されたアミノ酸鎖もまた包含する。アミノ酸の1つまたは複数のアナログ(例えば、非天然のアミノ酸などを含む)、ならびに当技術分野で公知の他の改変を含むポリペプチドなどもまた、この定義内に含まれる。ポリペプチドは、単一の鎖または会合した鎖として存在できることが理解される。
「相同な」は、その全ての文法的形態およびつづりの変化形で、「共通の進化的起源」を有する2つのタンパク質間の関係を指し、このタンパク質には、同じ種の生物中のスーパーファミリー由来のタンパク質、ならびに異なる種の生物由来の相同なタンパク質が含まれる。かかるタンパク質(およびそれらをコードする核酸)は、パーセント同一性であれ、特定の残基またはモチーフおよび保存された位置の存在によってであれ、それらの配列類似性に反映される配列相同性を有する。
しかし、一般的な用法および本出願では、用語「相同な」は、「高度に」などの副詞で修飾される場合、配列類似性を指し得、共通の進化的起源に関連していてもいなくてもよい。
用語「配列類似性」は、その全ての文法的形態で、共通の進化的起源を共有していてもいなくてもよい核酸またはアミノ酸配列間の同一性または対応の程度を指す。
参照ポリペプチド(またはヌクレオチド)配列に関する「パーセント(%)配列同一性」は、配列をアラインし、最大のパーセント配列同一性を達成するために必要に応じてギャップを導入した後の、いずれの保存的置換も配列同一性の一部とはみなさない、参照ポリペプチド(ヌクレオチド)配列中のアミノ酸残基(または核酸)と同一である、候補配列中のアミノ酸残基(または核酸)の百分率として定義される。パーセントアミノ酸配列同一性を決定することを目的としたアラインメントは、例えば、公に利用可能なコンピューターソフトウェア、例えば、BLAST、BLAST-2、ALIGNまたはMegalign(DNASTAR)ソフトウェアを使用して、当業者の技術範囲内の種々の方法で達成され得る。当業者は、比較されている配列の全長にわたって最大のアラインメントを達成するために必要な任意のアルゴリズムを含む、配列をアラインするための適切なパラメーターを決定できる。
本明細書で使用する場合、「宿主細胞」は、ポリヌクレオチド挿入物の取り込みのためのベクターのレシピエントであり得るまたはレシピエントであった個々の細胞または細胞培養物を含む。宿主細胞には、単一の宿主細胞の子孫が含まれ、この子孫は、天然の、偶発的なまたは計画的な変異に起因して、元の親細胞と必ずしも完全に同一(形態学において、またはゲノムDNA相補体において)でない場合がある。宿主細胞には、本発明の核酸でin vivoでトランスフェクトおよび/または形質転換された細胞が含まれる。
本明細書で使用する場合、「ベクター」は、目的の1つまたは複数の遺伝子または配列を、宿主細胞に送達することが可能な、好ましくは、それらを宿主細胞において発現させることが可能な構築物を意味する。ベクターの例には、ウイルスベクター、ネイキッドDNAまたはRNA発現ベクター、プラスミド、コスミドまたはファージベクター、カチオン性縮合剤と関連するDNAまたはRNA発現ベクター、リポソーム中に封入されたDNAまたはRNA発現ベクター、およびある特定の真核生物細胞、例えば産生細胞が含まれるがこれらに限定されない。
本明細書で使用する場合、「発現制御配列」は、核酸の転写を指示する核酸配列を意味する。発現制御配列は、プロモーター、例えば、構成的もしくは誘導性プロモーター、またはエンハンサーであり得る。発現制御配列は、転写される核酸配列に作動可能に連結している。
本明細書で使用する場合、「単離された分子」(分子が、例えば、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、またはそれらの断片である場合)は、その起源または派生の供給源のおかげで、(1)そのネイティブ状態でそれに付随する1つもしくは複数の天然に関連する成分と関連しない、(2)同じ種由来の1つもしくは複数の他の分子を実質的に含まない、(3)異なる種由来の細胞によって発現される、または(4)天然に存在しない、分子である。従って、化学的に合成される、またはそれが天然に起源する細胞とは異なる細胞系において発現される分子は、その天然に関連する成分から「単離される」。分子はまた、当技術分野で周知の精製技術を使用する単離によって、天然に関連する成分を実質的に含まないようにされ得る。分子の純度または均一性は、当技術分野で周知のいくつかの手段によってアッセイされ得る。例えば、ポリペプチド試料の純度は、当技術分野で周知の技術を使用する、ポリアクリルアミドゲル電気泳動、およびポリペプチドを可視化するためのゲルの染色を使用してアッセイされ得る。ある特定の目的のために、より高い解像度が、HPLC、または精製のための当技術分野で周知の他の手段を使用することによって提供され得る。
本明細書で使用する場合、用語「単離された」は、ウイルスに関して、単一の親ウイルスに由来するウイルスを指す。ウイルスは、プラーク精製および限界希釈に基づく方法が含まれるがこれらに限定されない、当業者に公知の慣用的な方法を使用して単離され得る。
本明細書で使用する場合、語句「感染多重度」または「MOI」は、感染細胞当たりのウイルスの平均数である。MOIは、添加されたウイルスの数(添加したml×プラーク形成単位(PFU))を、添加した細胞の数(添加したml×細胞/ml)によって除算することによって決定される。
本明細書で使用する場合、「精製する」およびその文法上の変化形は、完全にであれ部分的にであれ、それによって組成物中のポリペプチドの純度のレベルを改善する(即ち、組成物中の不純物の量(ppm)を減少させることによって)、ポリペプチドおよび1つまたは複数の不純物を含む混合物からの、少なくとも1つの不純物の除去を指す。本明細書で使用する場合、「精製された」は、ウイルスに関して、そのウイルスが由来する細胞または組織供給源由来の細胞性材料および培養培地を実質的に含まないウイルスを指す。言語「細胞性材料を実質的に含まない」は、ウイルスが、それが単離されるまたは組換え産生される細胞の細胞性成分から分離されている、ウイルスの調製物を含む。従って、細胞性材料を実質的に含まないウイルスは、約30%、20%、10%または5%未満(乾燥重量)の細胞性タンパク質(本明細書で「混入タンパク質」とも呼ばれる)を有するタンパク質の調製物を含む。ウイルスはまた、培養培地を実質的に含まない、即ち、培養培地は、ウイルス調製物の体積の約20%、10%または5%未満を占める。ウイルスは、クロマトグラフィーおよび遠心分離が含まれるがこれらに限定されない、当業者に公知の慣用的な方法を使用して精製され得る。
本明細書で使用する場合、「実質的に純粋」とは、少なくとも50%純粋(即ち、混入物を含まない)、より好ましくは、少なくとも90%純粋、より好ましくは、少なくとも95%純粋、なおより好ましくは、少なくとも98%純粋、最も好ましくは、少なくとも99%純粋である材料を指す。
用語「患者」、「対象」または「個体」は、本明細書で相互交換可能に使用され、ヒトまたは非ヒト動物のいずれかを指す。これらの用語は、哺乳動物、例えば、ヒト、霊長類、家畜動物(ウシ、ブタ、ラクダなどを含む)、コンパニオンアニマル(例えば、イヌ、ネコなど)およびげっ歯類(例えば、マウスおよびラット)を含む。
本明細書で使用する場合、用語「予防する(prevent)」、「予防する(preventing)」および「予防」は、治療(例えば、予防剤または治療剤)の投与の結果としての、対象における、疾患(例えば、ポックスウイルス感染)の再発もしくは発症の予防、またはその1つもしくは複数の症状における低減を指す。例えば、感染について、対象への治療の投与に関して、「予防する(prevent)」、「予防する(preventing)」および「予防」は、治療(例えば、予防剤または治療剤)の投与、または治療の組合せ(例えば、予防剤または治療剤の組合せ)の投与から生じる、対象における、感染(例えば、ポックスウイルス感染またはそれと関連する状態)の発達もしくは発症における阻害もしくは低減、または感染(例えば、ポックスウイルス感染またはそれと関連する状態)の1つもしくは複数の症状の再発、発症もしくは発達の予防を指す。
状態または患者を「処置する」は、臨床結果を含む有益なまたは所望の結果を得るためのステップをとることを指す。感染(例えば、ポックスウイルス感染)に関して、処置は、感染性因子(例えば、ポックスウイルス)の複製の根絶もしくは制御、感染性因子の数における低減(例えば、ポックスウイルスの力価における低減)、感染(例えば、ポックスウイルス感染またはそれと関連する状態もしくは症状)の進行、重症度および/もしくは持続時間の低減もしくは寛解、または1つもしくは複数の治療の投与(1つもしくは複数の予防剤または治療剤の投与が含まれるがこれに限定されない)から生じる1つもしくは複数の症状の寛解を指す。がんに関して、処置は、本発明の1つまたは複数の治療剤の投与から生じる、原発性、限局性または転移性がん組織の根絶、除去、改変または制御を指す。ある特定の実施形態では、かかる用語は、かかる疾患を有する対象への本発明の1つまたは複数の治療剤の投与から生じる、がんの広がりの最小化または遅延を指す。他の実施形態では、かかる用語は、疾患を引き起こす細胞の排除を指す。
対象に物質、化合物もしくは薬剤を「投与する」または対象への物質、化合物もしくは薬剤「の投与」は、当業者に公知の種々の方法の1つを使用して実施され得る。例えば、化合物または薬剤は、舌下もしくは鼻腔内で、肺中への吸入によって、または直腸で投与され得る。投与することはまた、例えば、1回、複数回、および/または1つもしくは複数の延長された期間にわたって、実施され得る。一部の態様では、投与は、自己投与を含む直接的投与、および薬物を処方する行動を含む間接的投与の両方を含む。例えば、本明細書で使用する場合、薬物を自己投与するようにもしくは他者に薬物を投与してもらうように患者に指導する医師、および/または薬物の処方箋を患者に提供する医師は、患者に薬物を投与している。
本明細書に記載される各実施形態は、個々に、または本明細書に記載される任意の他の実施形態と組み合わせて使用され得る。
概要
ポックスウイルスは、感染細胞の原形質中で複製する大きい(約200kbp)DNAウイルスである。Orthopoxvirus(OPV)属は、異なる宿主に感染する能力が大きく異なる、いくつかのポックスウイルスを含む。例えば、ワクシニアウイルス(VACV)は、広い群の宿主に感染できるが、天然痘の原因因子である痘瘡ウイルス(VARV)は、ヒトにのみ感染する。全てではないが多くのポックスウイルスに共通する特色は、宿主内で非遺伝的に「再活性化する」能力である。非遺伝的再活性化は、1つのポックスウイルスが感染した細胞が、それ自体では非感染性である第2の「死」ウイルス(例えば、熱によって不活性化されたもの)の回復を促進できるプロセスを指す。
ウイルスのライフサイクルは、ビリオン中にパッケージングされるウイルスにコードされたRNAポリメラーゼを介した初期遺伝子の転写を必要とするので、精製されたポックスウイルスDNAは、感染性ではない。しかし、この欠陥は、ヘルパーポックスウイルスが先に感染した細胞中にウイルスDNAがトランスフェクトされる場合には克服され得、トランスフェクトされたゲノムをin transに転写、複製およびパッケージングするために必要な因子を提供する(Sam CK、Dumbell KR. Expression of poxvirus DNA in coinfected cells and marker rescue of thermosensitive mutants by
subgenomic fragments of DNA. Ann Virol (Inst Past). 1981年;132巻:135~50頁)。これは、混合ウイルス子孫を産生するが、この問題は、両方のウイルスの繁殖を支持する細胞株において再活性化反応を実施し、次いで、ウイルスの混合物を、ヘルパーウイルスの増殖を支持しない細胞上にプレーティングすることによって、ヘルパーウイルスを排除することによって克服できる(Scheiflinger F、Dorner F、Falkner FG. Construction of chimeric vaccinia viruses by molecular cloning and packaging. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1992年;89巻(21号):9977~81頁)。
以前から、Leporipoxvirusであるショープ線維腫ウイルス(SFV)によって高頻度組換え反応が触媒される方法が、ウイルスDNAの複数の重複する断片を使用して組換えVACV株を迅速にアセンブルするために、SFV触媒される再活性化反応とカップリングされ得る(Yao XD、Evans DH. High-frequency genetic recombination and reactivation of orthopoxviruses from DNA fragments transfected into leporipoxvirus-infected cells. Journal of virology. 2003年;77
巻(13号):7281~90頁)。初めて、化学的に合成された重複する二本鎖DNA断片を使用した、機能的ポックスウイルス(合成キメラ馬痘ウイルス[scHPXV])の再活性化および特徴付けが記載される。これらの原理は、ラクダ痘ウイルス(CMLV)、牛痘ウイルス(CPXV)、奇肢症ウイルス(ECTV、「マウス痘因子」)、馬痘(HPXV)、サル痘ウイルス(MPXV)、ウサギ痘ウイルス(RPXV)、アライグマ痘ウイルス、スカンク痘ウイルス、アレチネズミ痘ウイルス、ウアシンギシュー病ウイルス、ワクシニアウイルス(VACV)およびハタネズミ痘ウイルス(VPV)が含まれるがこれらに限定されない他のポックスウイルスに同様に適用および外挿され得る。
本発明の合成キメラポックスウイルス(例えば、合成キメラ馬痘ウイルス)の一実施形態は、マウスに感染でき、致死VACV抗原投与に対してマウスを免疫化でき、初回免疫化ステップの間にいずれの疾患も引き起こすことなくそれを行うことができることが、本明細書でさらに示される。
本発明の合成キメラポックスウイルス
本発明は、化学的に合成されたDNAから当初複製およびアセンブルされる機能的合成キメラポックスウイルス(scPV)を提供する。本発明の方法に従って産生され得るウイルスは、そのゲノムが大部分配列決定された、またはそれについての天然の単離体が入手可能な、任意のポックスウイルスであり得る。本発明のscPVは、天然に存在する株、バリアントもしくは変異体、変異誘発されたウイルスまたは遺伝的に操作されたウイルスのゲノム配列に基づき得る。本発明のscPVのウイルスゲノムは、前記ウイルスの野生型ゲノムまたは基本的ゲノム配列と比較して、1つまたは複数の改変を含む。改変は、1つもしくは複数の欠失、挿入、置換、またはそれらの組合せを含み得る。改変は、当技術分野で一般に公知のいくつもの方法で導入され得ることが理解される。ゲノムの改変された部分は、化学的に合成されたDNA、cDNAまたはゲノムDNAに由来し得る。
化学的ゲノム合成は、天然の鋳型が、従来の分子生物学の方法による遺伝的改変、増幅または複製に利用可能でない場合に、特に有用である。例えば、馬痘ウイルス(HPXV)の天然の単離体は、鋳型DNAを得るために容易に利用可能ではないが、HPXV(株MNR-76)のゲノム配列は記載されている。しかし、HPXVゲノム配列は不完全である。末端ヘアピンループの配列は決定されなかった。驚くべき結果として、機能的合成キメラHPXV(scHPXV)が、HPXV末端ヘアピンループ配列の代わりに、VACVテロメアに基づく末端ヘアピンループを使用することによって生成された。一部の実施形態では、ポックスウイルスは、Chordopoxviridae亜科に属する。一部の実施形態では、ポックスウイルスは、Avipoxvirus、Capripoxvirus、Cervidpoxvirus、Crocodylipoxvirus、Leporipoxvirus、Molluscipoxvirus、Orthopoxvirus、Parapoxvirus、SuipoxvirusまたはYatapoxvirusから選択されるChordopoxviridae亜科の属に属する。一部の実施形態では、ポックスウイルスはOrthopoxvirusである。一部の実施形態では、Orthopoxvirusは、ラクダ痘ウイルス(CMLV)、牛痘ウイルス(CPXV)、奇肢症ウイルス(ECTV、「マウス痘因子」)、HPXV、サル痘ウイルス(MPXV)、ウサギ痘ウイルス(RPXV)、アライグマ痘ウイルス、スカンク痘ウイルス、アレチネズミ痘ウイルス、ウアシンギシュー病ウイルス、ワクシニアウイルス(VACV)、痘瘡ウイルス(VARV)およびハタネズミ痘ウイルス(VPV)から選択される。好ましい実施形態では、ポックスウイルスはHPXVである。別の好ましい実施形態では、ポックスウイルスはVACVである。一部の実施形態では、ポックスウイルスはParapoxvirusである。一部の実施形態では、Parapoxvirusは、オルフウイルス(ORFV)、偽牛痘ウイルス(PCPV)、牛丘疹性口炎ウイルス(BPSV)、リスパラポックスウイルス(SPPV)、アカシカパラポックスウイルス、Ausdykウイルス、シャモア伝染性膿瘡(Chamois contagious ecythema)ウイルス、
トナカイパラポックスウイルスまたはアザラシ痘ウイルス(sealpox virus)から選択される。一部の実施形態では、ポックスウイルスはMolluscipoxvirusである。一部の実施形態では、Molluscipoxvirusは伝染性軟属腫(molluscum contagiousum)ウイルス(MCV)である。一部の実施形態では、ポックスウイルス
はYatapoxvirusである。一部の実施形態では、Yatapoxvirusは、タナポックスウイルス(Tanapox virus)またはヤバサル腫瘍ウイルス(YMTV)から選択される。一部の実施形態では、ポックスウイルスはCapripoxvirusである。一部の実施形態では、Capripoxvirusは、羊痘(sheepox)、山羊痘
またはランピースキン病ウイルスから選択される。一部の実施形態では、ポックスウイルスはSuipoxvirusである。一部の実施形態では、Suipoxvirusはブタポックスウイルスである。一部の実施形態では、ポックスウイルスはLeporipoxvirusである。一部の実施形態では、Leporipoxvirusは、粘液腫ウイルス、ショープ線維腫ウイルス(SFV)、リス線維腫ウイルスまたは野兎線維腫ウイルスから選択される。新たなポックスウイルス(例えば、オルソポックスウイルス)が、なおも絶えず発見されている。本発明のscPVは、かかる新たに発見されたポックスウイルスに基づき得ることが理解される。
化学的ウイルスゲノム合成は、得られたゲノムに、またはその特定の一部に、多数の有用な改変を導入する可能性も切り開く。改変は、ウイルスを生成するためのクローニングの容易さを改善し得、組換え遺伝子産物の導入のための部位を提供し得、再活性化されたウイルスクローンの同定の容易さを改善し得、および/または大量の他の有用な特色(例えば、所望の抗原を導入する、腫瘍溶解性ウイルスを産生するなど)を付与し得る。一部の実施形態では、改変は、1つまたは複数のビルレンス因子の弱毒化または欠失を含み得る。一部の実施形態では、改変は、1つまたは複数のビルレンス調節遺伝子、または遺伝子がコードする調節因子の付加または挿入を含み得る。
これまで、ポックスウイルスの末端ヘアピンは、クローニングおよび配列することが困難であり、従って、公開されたゲノム配列(例えば、VACV、ACAM 2000およびHPXV MNR-76)の一部が不完全であることは意外ではない。HPXVゲノムの公開された配列もまた、おそらくは末端終端から約60bpを欠いて、不完全である。従って、HPXVヘアピンは、本発明の前には正確に複製できず、HPXVが、HPXVゲノムの公知の部分のみに基づいてポリヌクレオチドから複製およびアセンブルできるかどうかは知られていなかった。1つのウイルス由来のヘアピンが別のウイルスにおいて作動可能であることも知られていなかった。例示的な実施形態では、129ntのssDNA断片を、VACVテロメアの公開された配列をガイドとして使用して化学的に合成し、HPXVゲノムの左および右終端を含むdsDNA断片にライゲートさせた。一部の実施形態では、本発明のscPVの末端ヘアピンは、VACVに由来する。一部の実施形態では、末端ヘアピンは、CMLV、CPXV、ECTV、HPXV、MPXV、RPXV、アライグマ痘ウイルス、スカンク痘ウイルス、アレチネズミ痘ウイルス、ウアシンギシュー病ウイルスまたはVPVに由来する。一部の実施形態では、末端ヘアピンは、そのゲノムが完全に配列決定された任意のポックスウイルス、またはゲノム配列決定のために利用可能な天然の単離体の末端ヘアピンに基づく。
一部の実施形態では、改変は、1つまたは複数の制限部位の欠失を含み得る。一部の実施形態では、改変は、1つまたは複数の制限部位の導入を含み得る。一部の実施形態では、ゲノムから欠失されるまたはゲノムに付加される制限部位は、例えば、AanI、AarI、AasI、AatI、AatII、AbaSI、AbsI、Acc65I、AccI、AccII、AccIII、AciI、AclI、AcuI、AfeI、AflII、AflIII、AgeI、AhdI、AleI、AluI、AlwI、AlwNI、ApaI、ApaLI、ApeKI、ApoI、AscI、AseI、AsiSI、AvaI、AvaII、AvrII、BaeGI、BaeI、BamHI BanI、BanII、BbsI、BbvCI、BbvI、BccI、BceAI、BcgI、BciVI、BclI、BcoDI、BfaI、BfuAI、BfuCI、BglI、BglII、BlpI、BmgBI、BmrI、BmtI、BpmI、Bpu10I、BpuEI、BsaAI、BsaBI、BsaHI、BsaI、BsaJI、BsaWI、BsaXI、BseRI、BseYI、BsgI、BsiEI、BsiHKAI、BsiWI、BslI、BsmAI、BsmBI、BsmFI、BsmI、BsoBI、Bsp1286I、BspCNI、BspDI、BspEI、BspHI、BspMI、BspQI、BsrBI、BsrDI、BsrFαI、BsrGI、BsrI、BssHII、BssSαI、BstAPI、BstBI、BstEII、BstNI、BstUI、BstXI、BstYI、BstZ17I、Bsu36I、BtgI、BtgZI、BtsαI、BtsCI、BtsIMutI、Cac8I、ClaI、CspCI、CviAII、CviKI-1、CviQI、DdeI、DpnI、DpnII、DraI、DrdI、EaeI、EagI、EarI、EciI、Eco53kI、EcoNI、EcoO109I、EcoP15I、EcoRI、EcoRV、FatI、FauI、Fnu4HI、FokI、FseI、FspEI、FspI、HaeII、HaeIII、HgaI、HhaI、HincII、HindIII、HinfI、HinP1I、HpaI、HpaII、HphI、Hpy166II、Hpy188I、Hpy188III、Hpy99I、HpyAV、HpyCH4III、HpyCH4IV、HpyCH4V、I-CeuI、I-SceI、KasI、KpnI、LpnPI、MboI、MboII、MfeI、MluCI、MluI、MlyI、MmeI、MnlI、MscI、MseI、MslI、MspA1I、MspI、MspJI、MwoI、NaeI、NarI、NciI、NcoI、NdeI、NgoMIV、NheI、NlaIII、NlaIV、NmeAIII、NotI、NruI、NsiI、NspI、PacI、PaeR7I、PciI、PflFI、PflMI、PleI、PluTI、PmeI、PmlI、PpuMI、PshAI、PsiI、PspGI、PspOMI、PspXI、PstI、PvuI、PvuII、RsaI、RsrII、SacI、SacII、SalI、SapI、Sau3AI、Sau96I、SbfI、ScrFI、SexAI、SfaNI、SfcI、SfiI、SfoI、SgrAI、SmaI、SmlI、SnaBI、SpeI、SphI、SrfI、SspI、StuI、StyD4I、StyI、SwaI、TaqαI、TfiI、TseI、Tsp45I、TspMI、TspRI、Tth111I、XbaI、XcmI、XhoI、XmaI、XmnIまたはZraIであるがこれらに限定されない1つまたは複数の制限部位から選択され得る。任意の所望の制限部位または制限部位の組合せが、ゲノム中に挿入され得るもしくは変異され得る、および/またはゲノムから排除され得ることが理解される。一部の実施形態では、1つまたは複数のAarI部位が、ウイルスゲノムから欠失される。一部の実施形態では、1つまたは複数のBsaI部位が、ウイルスゲノムから欠失される。一部の実施形態では、1つまたは複数の制限部位が、ゲノムから完全に排除される(例えば、ウイルスゲノム中の全てのAarI部位が排除され得る)。一部の実施形態では、1つまたは複数のAvaI制限部位が、ウイルスゲノム中に導入される。一部の実施形態では、1つまたは複数のStuI部位が、ウイルスゲノム中に導入される。一部の実施形態では、1つまたは複数の改変は、loxPまたはFRT部位が含まれるがこれらに限定されないリコンビニアリング(recombineering)標的の取り込みを含み得る。
一部の実施形態では、改変は、蛍光マーカー、例えば、緑色蛍光タンパク質(GFP)、高感度GFP、黄色蛍光タンパク質(YFP)、シアン/青色蛍光タンパク質(BFP)、赤色蛍光タンパク質(RFP)、またはそれらのバリアントなどであるがこれらに限定されない;選択可能なマーカー、例えば、薬物耐性マーカー(例えば、E.coli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(gpt)、Streptomyces albonigerピューロマイシンアセチルトランスフェラーゼ遺伝子(pac)、ネオマイシンホスホトランスフェラーゼI遺伝子(nptI)、ネオマイシンホスホトランスフェラーゼ遺伝子II(nptII)、ハイグロマイシンホスホトランスフェラーゼ(hpt)、sh ble遺伝子などであるがこれらに限定されない;タンパク質またはペプチドタグ、例えば、MBP(マルトース結合タンパク質)、CBD(セルロース結合ドメイン)、GST(グルタチオン-S-トランスフェラーゼ)、ポリ(His)、FLAG、V5、c-Myc、HA(ヘマグルチニン)、NE-タグ、CAT(クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ)、DHFR(ジヒドロ葉酸レダクターゼ)、HSV(単純ヘルペスウイルス)、VSV-G(水疱性口内炎ウイルス糖タンパク質)、ルシフェラーゼ、プロテインA、プロテインG、ストレプトアビジン、T7、チオレドキシン、酵母ツーハイブリッドタグ、例えば、B42、GAL4、LexAまたはVP16であるがこれらに限定されない;局在化タグ、例えば、NLS-タグ、SNAP-タグ、Myr-タグなど、の導入を含み得る。当技術分野で公知の他の選択可能なマーカーおよび/またはタグが使用され得ることが理解される。一部の実施形態では、改変は、再活性化されたウイルスクローンの選択を補助するための、再活性化されたクローンの選択を補助するための1つまたは複数の選択可能なマーカー(例えば、YFPなどの蛍光マーカー、gptなどの薬物選択マーカーなど)を含む。一部の実施形態では、1つまたは複数の選択可能なマーカーは、選択ステップ後に、再活性化されたクローンから欠失される。
本発明のscPVは、病原性ポックスウイルス感染(例えば、VARV、MPXV、MCV、ORFV、Ausdykウイルス、BPSV、アザラシ痘ウイルスなど)に対して保護するためのワクチンとして、病原性ポックスウイルス感染(例えば、VARV、MPXV、MCV、ORFV、Ausdykウイルス、BPSV、アザラシ痘ウイルスなど)を処置もしくは予防するための治療剤として、異種遺伝子発現のためのビヒクルとして、または腫瘍溶解剤として、使用され得る。一部の実施形態では、本発明のscPVは、VARV感染に対して保護するためのワクチンとして使用され得る。一部の実施形態では、本発明のscPVは、VARV感染を処置または予防するために使用され得る。
合成キメラポックスウイルスを産生する方法
本発明は、ウイルスゲノムの化学的に合成された重複する二本鎖DNA断片から、機能的合成キメラポックスウイルス(scPV)を合成、再活性化および単離するためのシステムおよび方法を提供する。ウイルスゲノムの重複するDNA断片の組換えおよび機能的scPVの再活性化は、ヘルパーウイルスに先に感染した細胞において実施される。簡潔に述べると、scPVのウイルスゲノムの全てまたは実質的に全てを包含する重複するDNA断片は、化学的に合成され、ヘルパーウイルス感染細胞中にトランスフェクトされる。トランスフェクトされた細胞は、ヘルパーウイルスおよび再活性化されたscPVを含む混合ウイルス子孫を産生するために培養される。次に、混合ウイルス子孫は、ヘルパーウイルスを排除し、合成キメラポックスウイルスを回収するために、ヘルパーウイルスの増殖を支持しないが合成キメラポックスウイルスを増殖させる宿主細胞上にプレーティングされる。一部の実施形態では、ヘルパーウイルスは、宿主細胞に感染しない。一部の実施形態では、ヘルパーウイルスは、宿主細胞に感染できるが、宿主細胞中ではあまり増殖しない。一部の実施形態では、ヘルパーウイルスは、scPVと比較して、宿主細胞においてより緩徐に増殖する。
一部の実施形態では、合成キメラポックスウイルスゲノムの実質的に全てが、化学的に合成されたDNAに由来する。一部の実施形態では、合成キメラポックスウイルスゲノムの約40%、約50%、約60%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、99%超または100%が、化学的に合成されたDNAに由来する。一部の実施形態では、ポックスウイルスゲノムは、化学的に合成されたDNAおよび天然に存在するDNAの組合せに由来する。
本発明の方法において使用される重複するDNA断片の数は、ポックスウイルスゲノムのサイズに依存する。実務上の考慮事項、例えば、一方では断片の数が増加するにつれた、組換え効率における低減、および他方では断片の数が減少するにつれた、非常に大きいDNA断片を合成する際の困難もまた、本発明の方法において使用される重複する断片の数についての情報を与える。一部の実施形態では、合成キメラポックスウイルスゲノムは、単一の断片として合成され得る。一部の実施形態では、合成キメラポックスウイルスゲノムは、2~14個の重複するDNA断片からアセンブルされる。一部の実施形態では、合成キメラポックスウイルスゲノムは、4~12個の重複するDNA断片からアセンブルされる。一部の実施形態では、合成キメラポックスウイルスゲノムは、6~10個の重複するDNA断片からアセンブルされる。一部の実施形態では、合成キメラポックスウイルスゲノムは、8~12個の重複するDNA断片からアセンブルされる。一部の実施形態では、合成キメラポックスウイルスゲノムは、8~10、10~12または10~14個の重複するDNA断片からアセンブルされる。一部の実施形態では、合成キメラポックスウイルスゲノムは、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14または15個の重複するDNA断片からアセンブルされる。一部の実施形態では、合成キメラポックスウイルスゲノムは、10個の重複するDNA断片からアセンブルされる。本開示の例示的な実施形態では、合成キメラ馬痘ウイルス(scHPXV)は、10個の化学的に合成された重複する二本鎖DNA断片から再活性化される。一部の実施形態では、末端ヘアピンループは、別々に合成され、ポックスウイルスゲノムの左および右終端を含む断片にライゲートされる。一部の実施形態では、末端ヘアピンループは、天然に存在する鋳型に由来し得る。一部の実施形態では、本発明のscPVの末端ヘアピンは、VACVに由来する。一部の実施形態では、末端ヘアピンは、CMLV、CPXV、ECTV、HPXV、MPXV、RPXV、アライグマ痘ウイルス、スカンク痘ウイルス、アレチネズミ痘ウイルス、ウアシンギシュー病ウイルスまたはVPVに由来する。一部の実施形態では、末端ヘアピンは、そのゲノムが完全に配列決定された任意のポックスウイルス、またはゲノム配列決定のために利用可能な天然の単離体の末端ヘアピンに基づく。一部の実施形態では、ポックスウイルスゲノムを包含する断片の全てが、化学的に合成される。一部の実施形態では、1つまたは複数の断片が化学的に合成され、1つまたは複数の断片が、天然に存在するDNAに由来する(例えば、PCR増幅によって、または十分確立された組換えDNA技術によって)。
本発明の方法において使用される重複する断片のサイズは、ポックスウイルスゲノムのサイズに依存する。断片サイズには広いバリエーションが存在し得、種々の実務上の考慮事項、例えば、非常に大きいDNA断片を化学的に合成する能力が、断片サイズの選択についての情報を与えることが理解される。一部の実施形態では、断片は、約2,000bp~約50,000bpのサイズ範囲である。一部の実施形態では、断片は、約3,000bp~約45,000bpのサイズ範囲である。一部の実施形態では、断片は、約4,000bp~40,000bpのサイズ範囲である。一部の実施形態では、断片は、約5,000bp~35,000bpのサイズ範囲である。一部の実施形態では、最も大きい断片は、約20,000bp、21,000bp、22,000bp、23,000bp、24、000bp、25,000bp、26,000bp、27,000bp、28,000bp、29,000bp、30,000bp、31,000bp、32,000bp、33,000bp、34,000bp、35,000bp、36,000bp、37,000bp、38,000bp、39,000bp、40,000bp、41,000bp、42,000bp、43,000bp、44、000bp、45,000bp、46,000bp、47,000bp、48,000bp、49,000bpまたは50,000bpである。本開示の例示的な実施形態では、scHPXVは、約8,500bp~約32,000bpのサイズ範囲の、10個の化学的に合成された重複する二本鎖DNA断片から再活性化される(表1)。
ヘルパーウイルスは、トランスフェクトされたDNAからポックスウイルスを再活性化するために必要なトランス作用性の酵素機構を提供できる任意のポックスウイルスであり得る。ヘルパーウイルスは、産生されるscPVとは異なるまたはそれよりも狭い宿主細胞範囲を有し得る(例えば、ショープ線維腫ウイルス(SFV)は、オルソポックスウイルス、例えば、ワクシニアウイルス(VACV)またはHPXVと比較して、非常に狭い宿主範囲を有する)。ヘルパーウイルスは、産生されるscPVと比較して、異なるプラーク表現型を有し得る。一部の実施形態では、ヘルパーウイルスはLeporipoxvirusである。一部の実施形態では、Leporipoxvirusは、SFV、野兎線維腫ウイルス、ウサギ線維腫ウイルス、リス線維腫ウイルスまたは粘液腫ウイルスである。一部の実施形態では、ヘルパーウイルスはSFVである。一部の実施形態では、ヘルパーウイルスはOrthopoxvirusである。一部の実施形態では、Orthopoxvirusは、ラクダ痘ウイルス(CMLV)、牛痘ウイルス(CPXV)、奇肢症ウイルス(ECTV、「マウス痘因子」)、HPXV、サル痘ウイルス(MPXV)、ウサギ痘ウイルス(RPXV)、アライグマ痘ウイルス、スカンク痘ウイルス、アレチネズミ痘ウイルス、ウアシンギシュー病ウイルス、VACVおよびハタネズミ痘ウイルス(VPV)である。一部の実施形態では、ヘルパーウイルスは、Avipoxvirus、Capripoxvirus、Cervidpoxvirus、Crocodylipoxvirus、Molluscipoxvirus、Parapoxvirus、SuipoxvirusまたはYatapoxvirusである。一部の実施形態では、ヘルパーウイルスは鶏痘ウイルスである。一部の実施形態では、ヘルパーウイルスは、Alphaentomopoxvirus、BetaentomopoxvirusまたはGammaentomopoxvirusである。一部の実施形態では、ヘルパーウイルスは、ソラレンで不活性化されたヘルパーウイルスである。本開示の例示的な実施形態では、scHPXVは、SFV感染BGMK細胞中にトランスフェクトされた重複するDNA断片から再活性化される。次いで、SFVは、BSC-40細胞上に混合ウイルス子孫をプレーティングすることによって排除される。
当業者は、scPVの再活性化ならびにscPVの選択および/または単離に使用される適切な宿主細胞が、ヘルパーウイルスおよび本発明の方法によって産生されるキメラポックスウイルスの特定の組合せに依存することが理解される。ヘルパーウイルスおよびscPVの両方の増殖を支持する任意の宿主細胞が、再活性化ステップに使用され得、ヘルパーウイルスの増殖を支持しない任意の宿主細胞が、ヘルパーウイルスを排除するため、ならびにscPVを選択および/または単離するために使用され得る。一部の実施形態では、ヘルパーウイルスはLeporipoxvirusであり、再活性化ステップに使用される宿主細胞は、ウサギ腎臓細胞(例えば、LLC-RK1、RK13など)、ウサギ肺細胞(例えば、R9ab)、ウサギ皮膚細胞(例えば、SF1Ep、DRS、RAB-9)、ウサギ角膜細胞(例えば、SIRC)、ウサギ癌腫細胞(例えば、Oc4T/cc)、ウサギ皮膚/癌腫細胞(例えば、CTPS)、サル細胞(例えば、Vero、BGMKなど)またはハムスター細胞(例えば、BHK-21など)から選択され得る。一部の実施形態では、ヘルパーウイルスはSFVである。
本発明のscPVは、本明細書に記載されるscPVの使用を可能にする力価までウイルスを増殖させる任意の基質中で繁殖され得る。一実施形態では、基質は、対応する野生型ウイルスについて決定された力価と匹敵する力価まで、scPVを増殖させる。本発明のscPVは、ポックスウイルスによる感染に対して感受性である細胞(例えば、トリ細胞、コウモリ細胞、ウシ細胞、ラクダ細胞、カナリア細胞、ネコ細胞、シカ細胞、ウマ細胞、野禽細胞、スナネズミ細胞、ヤギ細胞、ヒト細胞、サル細胞、ブタ細胞、ウサギ細胞、アライグマ細胞、アザラシ細胞、ヒツジ細胞、スカンク細胞、ハタネズミ細胞など)において増殖され得る。かかる方法は、当業者に周知である。代表的な哺乳動物細胞には、BHK、BGMK、BRL3A、BSC-40、CEF、CEK、CHO、COS、CVI、HaCaT、HEL、HeLa細胞、HEK293、ヒト骨骨肉腫細胞株143B、MDCK、NIH/3T3、Vero細胞などが含まれるがこれらに限定されない。ウイルス単離のために、scPVは、典型的には周知の清澄化手順、例えば、勾配遠心分離およびカラムクロマトグラフィーなどによって細胞培養物から除去され、細胞性成分から分離され、当業者に周知の手順、例えばプラークアッセイを使用して、必要に応じてさらに精製され得る。
本発明のポリヌクレオチド
本発明は、機能的合成キメラポックスウイルス(scPV)を産生するためのポリヌクレオチド(例えば、二本鎖DNA断片)を提供する。本発明は、合成DNA(例えば、化学的に合成されたDNA、PCR増幅されたDNA、操作されたDNA、ヌクレオシドアナログを含むポリヌクレオチドなど)から機能的scPVを産生するための方法を提供する。一部の実施形態では、本発明は、ウイルスゲノムの化学的に合成された重複する二本鎖DNA断片から機能的scPVを産生するための方法を提供する。本発明のポリヌクレオチドは、公に利用可能なゲノム配列に基づいて設計され得る。ポックスウイルスの天然の単離体が容易に入手可能である場合、ウイルスゲノムが、本発明のポリヌクレオチドを選択および設計する前に配列決定され得る。あるいは、ポックスウイルスの部分的DNA配列が、例えば、臨床的単離体から、法医学的試料から、または感染した人と関連する材料からPCR増幅されたDNAから入手可能である場合、部分的ウイルスゲノムが、本発明のポリヌクレオチドを選択および設計する前に配列決定され得る。本発明のscPV、および従って、本発明のポリヌクレオチドは、天然に存在する株、バリアントもしくは変異体、変異誘発されたウイルスまたは遺伝的に操作されたウイルスのゲノム配列に基づき得る。
本発明は、参照ポックスウイルスゲノム配列またはその相補体の全てまたは一部分に対して少なくとも90%同一(例えば、少なくとも91%、92%、93%または94%同一)、少なくとも95%同一(例えば、少なくとも96%、97%、98%または99%同一)または100%同一であるヌクレオチド配列を含む単離されたポリヌクレオチドを提供する。本発明の単離されたポリヌクレオチドは、参照ポリヌクレオチド分子(例えば、参照ポックスウイルスゲノムまたはその断片)の、少なくとも5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000、15000、20000、25000、30000、35000、40000、45000bpまたはそれよりも大きい連続するまたは非連続のヌクレオチドを含み得る。当業者は、これらの核酸に対して相補的な核酸配列、およびこれらの核酸のバリアントもまた本発明の範囲内であることを理解する。さらなる実施形態では、本発明の核酸配列は、単離された、組換えの、および/もしくは異種ヌクレオチド配列と融合された、またはDNAライブラリー中であり得る。
一部の態様では、本発明は、ポックスウイルスが、Avipoxvirus、Capripoxvirus、Cervidpoxvirus、Crocodylipoxvirus、Leporipoxvirus、Molluscipoxvirus、Orthopoxvirus、Parapoxvirus、SuipoxvirusまたはYatapoxvirus属から選択される、scPVを産生するためのポリヌクレオチドを提供する。一部の実施形態では、ポックスウイルスはOrthopoxvirusである。一部の実施形態では、Orthopoxvirusは、ラクダ痘ウイルス(CMLV)、牛痘ウイルス(CPXV)、奇肢症ウイルス(ECTV、「マウス痘因子」)、HPXV、サル痘ウイルス(MPXV)、ウサギ痘ウイルス(RPXV)、アライグマ痘ウイルス、スカンク痘ウイルス、アレチネズミ痘ウイルス、ウアシンギシュー病ウイルス、VACV、痘瘡ウイルス(VARV)およびハタネズミ痘ウイルス(VPV)から選択される。好ましい実施形態では、ポックスウイルスはHPXVである。別の好ましい実施形態では、ポックスウイルスはVACVである。別の好ましい実施形態では、ポックスウイルスは、VACVのACAM2000クローンである。別の好ましい実施形態では、ポックスウイルスは、VACV株IOC(VACV-IOC)(Genbank受託番号KT184690およびKT184691)である。別の好ましい実施形態では、scVACVゲノムは、改変ワクシニアウイルスAnkara(Genbank受託番号U94848;Genbank受託番号AY603355)に基づく。さらに別の好ましい実施形態では、scVACVゲノムは、MVA-BN(Genbank受託番号DQ983238)に基づく。一部の実施形態では、ポックスウイルスはParapoxvirusである。一部の実施形態では、Parapoxvirusは、オルフウイルス(ORFV)、偽牛痘ウイルス(PCPV)、牛丘疹性口炎ウイルス(BPSV)、リスパラポックスウイルス(SPPV)、アカシカパラポックスウイルス、Ausdykウイルス、シャモア伝染性膿瘡ウイルス、トナカイパラポックスウイルスまたはアザラシ痘ウイルスから選択される。一部の実施形態では、ポックスウイルスはMolluscipoxvirusである。一部の実施形態では、Molluscipoxvirusは伝染性軟属腫ウイルス(MCV)である。一部の実施形態では、ポックスウイルスはYatapoxvirusである。一部の実施形態では、Yatapoxvirusは、タナポックスウイルスまたはヤバサル腫瘍ウイルス(YMTV)から選択される。一部の実施形態では、ポックスウイルスはCapripoxvirusである。一部の実施形態では、Capripoxvirusは、羊痘、山羊痘またはランピースキン病ウイルスから選択される。一部の実施形態では、ポックスウイルスはSuipoxvirusである。一部の実施形態では、Suipoxvirusはブタポックスウイルスである。一部の実施形態では、ポックスウイルスはLeporipoxvirusである。一部の実施形態では、Leporipoxvirusは、粘液腫ウイルス、ショープ線維腫ウイルス(SFV)、リス線維腫ウイルスまたは野兎線維腫ウイルスから選択される。新たなポックスウイルス(例えば、オルソポックスウイルス)が、なおも絶えず発見されている。本発明のscPVは、かかる新たに発見されたポックスウイルスに基づき得ることが理解される。
一部の態様では、scPVは、そのゲノムが公開されたゲノム配列(例えば、株CMS(Genbank受託番号AY009089.1))に基づくCMLVである。一部の態様では、scPVは、そのゲノムが公開されたゲノム配列(例えば、株Brighton
Red(Genbank受託番号AF482758)、株GRI-90(Genbank受託番号X94355))に基づくCPXVである。一部の態様では、scPVは、そのゲノムが公開されたゲノム配列(例えば、株Moscow(Genbank受託番号NC_004105))に基づくECTVである。一部の態様では、scPVは、そのゲノムが公開されたゲノム配列(例えば、株Zaire-96-1-16(Genbank受託番号AF380138))に基づくMPXVである。一部の態様では、scPVは、そのゲノムが公開されたゲノム配列(例えば、株Utrecht(Genbank受託番号AY484669))に基づくRPXVである。一部の態様では、scPVは、そのゲノムが公開されたゲノム配列(例えば、株Dahomey 1968(Genbank受託番号NC_008291))に基づくアレチネズミ痘ウイルスである。
一態様では、本発明は、合成キメラ馬痘ウイルス(scHPXV)を産生するためのポリヌクレオチドを提供する。具体的な実施形態では、scHPXVゲノムは、HPXV株MNR-76について記載されたゲノム配列(配列番号49)に基づき得る(Tulman ER、Delhon G、Afonso CL、Lu Z、Zsak L、Sandybaev NTら、Genome of horsepox virus. Journal of virology. 2006年;80巻(18号):9244~58頁)。このゲノム配列は、不完全であり、末端ヘアピンループの配列を含まないようである。ワクシニアウイルス(VACV)由来の末端ヘアピンループは、本発明の方法を使用して機能的scHPXV粒子を産生するために、HPXVゲノムの終端にライゲートされ得ることが、本明細書で示される。HPXVゲノムは、本開示の実施例に記載され、表1に示されるように、10個の重複する断片へと分割され得る。一部の実施形態では、ゲノムは、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14または15個の重複する断片へと分割され得る。一部の実施形態では、ゲノム全体が、1つの断片として提供され得る。例示的な重複する断片のゲノム位置および断片サイズは、表1に示される。表2は、基礎的配列と比較してこれらの断片においてなされ得る改変の一部を示す。本発明のポリヌクレオチドは、配列番号1~10に対して少なくとも65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である核酸配列を含む。一部の実施形態では、本発明の単離されたポリヌクレオチドは、これらの配列のバリアントを含み、かかるバリアントは、ミスセンス変異、ナンセンス変異、重複、欠失および/または付加を含み得る。配列番号11および配列番号12は、VACV(WR株)末端ヘアピンループのヌクレオチド配列を示す。一部の実施形態では、末端ヘアピンループは、配列番号11または配列番号12に対して少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である核酸配列を含む。
本発明は、参照HPXVゲノム配列(例えば、配列番号49)の全てまたは一部分に対して少なくとも90%同一(例えば、少なくとも91%、92%、93%または94%同一)、少なくとも95%同一(例えば、少なくとも96%、97%、98%または99%同一)または100%同一であるヌクレオチド配列を含む単離されたポリヌクレオチドを提供する。一部の実施形態では、本発明の単離されたポリヌクレオチドは、参照配列のバリアントを含み、かかるバリアントは、ミスセンス変異、ナンセンス変異、重複、欠失および/または付加を含み得る。本発明の単離されたポリヌクレオチドは、参照ポリヌクレオチド分子(例えば、配列番号49またはその一部分が含まれるがこれらに限定されない参照HPXVゲノム)の、少なくとも5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000、15000、20000、25000、30000、35000、40000、45000bpまたはそれよりも大きい連続するまたは非連続のヌクレオチドを含み得る。
別の態様では、本発明は、合成キメラVACV(scVACV)を産生するためのポリヌクレオチドを提供する。具体的な実施形態では、scVACVゲノムは、公開されたVACVゲノムに基づく。具体的な実施形態では、scVACVゲノムは、株ACAM2000(Genbank受託番号AY313847)に基づく。具体的な実施形態では、scVACVゲノムは、VACV-IOC(Genbank受託番号KT184690およびKT184691)に基づく。具体的な実施形態では、scVACVゲノムは、改変ワクシニアウイルスAnkara(Genbank受託番号U94848;Genbank受託番号AY603355)に基づく。具体的な実施形態では、scVACVゲノムは、MVA-BN(Genbank受託番号DQ983238)に基づく。VACVゲノムは、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14または15個の重複する断片へと分割され得る。一部の実施形態では、ゲノム全体が、1つの断片として提供され得る。具体的な実施形態では、VACVゲノムは、表7に示される9個の重複する断片へと分割される。本発明のポリヌクレオチドは、配列番号50~58に対して少なくとも65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である核酸配列を含む。一部の実施形態では、本発明の単離されたポリヌクレオチドは、これらの配列のバリアントを含み、かかるバリアントは、ミスセンス変異、ナンセンス変異、重複、欠失および/または付加を含み得る。他の実施形態では、scVACVゲノムは、Western Reserve(Genbank受託番号NC006998;Genbank受託番号AY243312)、CL3(Genbank受託番号AY313848)、Tian Tian(Genbank受託番号AF095689.1)、Tian TianクローンTT9(JX489136)、TP3(Genbank受託番号KC207810)およびTP5(Genbank受託番号KC207811)、NYCBH、Wyeth、Copenhagen(Genbank受託番号M35027)、Lister 107(Genbank受託番号DQ121394)、Lister-LO(Genbank受託番号AY678276)、改変ワクシニアウイルスAnkara(MVA)(Genbank受託番号U94848;Genbank受託番号AY603355)、MVA-BN(Genbank受託番号DQ983238)、Lederle、TashkentクローンTKT3(Genbank受託番号KM044309)およびTKT4(KM044310)、USSR、Evans、Praha、LIVP、Ikeda、IHD-W(Genbank受託番号KJ125439)、LC16m8(AY678275)、EM-63、IC、Malbran、Duke(Genbank受託番号DQ439815)、3737(Genbank受託番号DQ377945)、CV-1、Connaught Laboratories、CVA(Genbank受託番号AM501482)、Serro 2ウイルス(Genbank受託番号KF179385)、Cantagloウイルス単離体CM-01(Genbank受託番号KT013210)、DryvaxクローンDPP15(Genbank受託番号JN654981)、DPP20(Genbank受託番号JN654985)、DPP13(Genbank受託番号JN654980)、DPP17(Genbank受託番号JN654983)、DPP21(Genbank受託番号JN654986)から選択されるVACV株に基づく。VACVゲノムは、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14または15個の重複する断片へと分割され得る。一部の実施形態では、ゲノム全体が、1つの断片として提供され得る。
一実施形態では、本発明は、参照ゲノム配列またはその相補体(例えば、VACV)の全てまたは一部分に対して少なくとも90%同一(例えば、少なくとも91%、92%、93%または94%同一)、少なくとも95%同一(例えば、少なくとも96%、97%、98%または99%同一)または100%同一であるヌクレオチド配列を含む単離されたポリヌクレオチドを提供する。一部の実施形態では、本発明の単離されたポリヌクレオチドは、参照配列のバリアントを含み、かかるバリアントは、ミスセンス変異、ナンセンス変異、重複、欠失および/または付加を含み得る。本発明の単離されたポリヌクレオチドは、参照ゲノムまたはその部分の、少なくとも5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000、15000、20000、25000、30000、35000、40000、45000bpまたはそれよりも大きい連続するまたは非連続のヌクレオチドを含み得る。
本明細書に開示されるポリヌクレオチド配列のいずれかに対して相補的なポリヌクレオチドもまた、本発明によって包含される。ポリヌクレオチドは、一本鎖(コードまたはアンチセンス)または二本鎖であり得、DNA(ゲノムまたは合成)またはRNA分子であり得る。RNA分子には、mRNA分子が含まれる。さらなるコードまたは非コード配列が、本発明のポリヌクレオチド内に存在し得るが、しなくてもよく、ポリヌクレオチドは、他の分子および/または支持体材料に連結され得るが、されなくてもよい。
2つのポリヌクレオチドまたはポリペプチド配列は、2つの配列中のヌクレオチドまたはアミノ酸の配列が、以下に記載されるように最大の対応を求めてアラインした場合に同じである場合、「同一」であると言われる。2つの配列間の比較は、典型的には、配列類似性の局所的領域を同定し比較するために、比較ウインドウにわたって配列を比較することによって実施される。本明細書で使用する場合、「比較ウインドウ」は、2つの配列が最適にアラインされた後に、配列が、同じ数の連続する位置の参照配列と比較され得る、少なくとも約20連続する位置、通常は30~約75または40~約50連続する位置のセグメントを指す。ポリヌクレオチドまたはバリアントもまた、またはあるいは、本明細書で提供されるポリヌクレオチドに対して実質的に相同であり得る。かかるポリヌクレオチドバリアントは、本発明のポリヌクレオチド(またはその相補体)に、中程度にストリンジェントな条件下でハイブリダイズすることが可能である。
適切な「中程度にストリンジェントな条件」は、5×SSC、0.5%SDS、1.0mM EDTA(pH8.0)の溶液中で事前洗浄すること;50℃~65℃、5×SSCで一晩ハイブリダイズさせること;その後、0.1%SDSを含む2×、0.5×および0.2×SSCの各々で、65℃で20分間2回洗浄することを含む。
本明細書で使用する場合、「高度にストリンジェントな条件」または「高いストリンジェンシーの条件」は、(1)洗浄のために、低いイオン強度および高い温度、例えば、50℃で、0.015M塩化ナトリウム/0.0015Mクエン酸ナトリウム/0.1%ドデシル硫酸ナトリウムを使用するもの;(2)ハイブリダイゼーションの間に、42℃で、750mM塩化ナトリウム、75mMクエン酸ナトリウムを含むpH6.5の0.1%ウシ血清アルブミン/0.1%Ficoll/0.1%ポリビニルピロリドン/50mMリン酸ナトリウム緩衝液と共に、変性剤、例えば、ホルムアミド、例えば、50%(v/v)ホルムアミドを使用するもの;または(3)42℃の0.2×SSC(塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム)および55℃の50%ホルムアミド中での洗浄と、その後の、55℃での、EDTAを含む0.1×SSCからなる高いストリンジェンシーの洗浄と共に、42℃で、50%ホルムアミド、5×SSC(0.75M NaCl、0.075Mクエン酸ナトリウム)、50mMリン酸ナトリウム(pH6.8)、0.1%ピロリン酸ナトリウム、5×デンハルト溶液、超音波処理したサケ精子DNA(50μg/ml)、0.1%SDSおよび10%デキストラン硫酸を使用するものである。当業者は、例えばプローブ長さなどの因子を適応させるために、必要に応じて、温度、イオン強度などを調整する方法を認識する。
本発明のポリヌクレオチドは、化学的合成、組換え法またはPCRを使用して得ることができる。化学的ポリヌクレオチド合成の方法は、当技術分野で周知であり、本明細書で詳細に記載する必要はない。当業者は、所望のDNA配列を産生するために、本明細書で提供される配列、および市販のDNA合成機を使用できる。
組換え法を使用してポリヌクレオチドを調製するために、所望の配列を含むポリヌクレオチドが、本明細書でさらに議論されるように、適切なベクター中に挿入され得、このベクターが次に、複製および増幅に適切な宿主細胞中に導入され得る。ポリヌクレオチドは、当技術分野で公知の任意の手段によって宿主細胞中に挿入され得る。細胞は、直接的取込み、エンドサイトーシス、トランスフェクション、F接合またはエレクトロポレーションによって外因性ポリヌクレオチドを導入することによって形質転換される。いったん導入されると、外因性ポリヌクレオチドは、非組込みベクター(例えば、プラスミド)として細胞内に維持され得、または宿主細胞ゲノム中に組み込まれ得る。そうして増幅されたポリヌクレオチドは、当技術分野で周知の方法によって、宿主細胞から単離され得る。例えば、Sambrookら、1989年を参照のこと。
あるいは、PCRが、DNA配列の再生産を可能にする。PCRテクノロジーは、当技術分野で周知であり、米国特許第4,683,195号、同第4,800,159号、同第4,754,065号および同第4,683,202号、ならびにPCR: The Polymerase Chain Reaction、Mullisら編、Birkauswer Press、Boston、1994年に記載さ
れている。
RNAは、適切なベクター中の単離されたDNAを使用し、それを適切な宿主細胞中に挿入することによって得ることができる。細胞が複製し、DNAがRNAに転写される場合、RNAは、例えば、Sambrookら、1989年、上記に示されるように、当業者に周知の方法を使用して単離され得る。
他の実施形態では、本発明の核酸は、高度にストリンジェントな条件下で、配列番号1~10もしくは50~58に示されるヌクレオチド配列、またはそれに対して相補的な配列にハイブリダイズするヌクレオチド配列もまた含む。当業者は、DNAハイブリダイゼーションを促進する適切なストリンジェンシーの条件が変動し得ることを容易に理解する。例えば、約45℃で6.0×塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム(SSC)でハイブリダイゼーションを実施し、その後、50℃で2.0×SSCでの洗浄を実施することができる。例えば、洗浄ステップにおける塩濃度は、50℃で約2.0×SSCの低いストリンジェンシーから、50℃で約0.2×SSCの高いストリンジェンシーまでで選択され得る。さらに、洗浄ステップにおける温度は、室温、約22℃での低いストリンジェンシーの条件から、約65℃での高いストリンジェンシーの条件まで増加し得る。温度および塩は共に変動し得、または温度もしくは塩濃度は、他の変数を変化させながら、一定に維持され得る。一実施形態では、本発明は、室温で6×SSCの低いストリンジェンシーの条件下でハイブリダイズし、その後室温で2×SSCで洗浄される核酸を提供する。
遺伝コードにおける縮重に起因して異なる単離された核酸もまた、本発明の範囲内である。例えば、いくつかのアミノ酸は、1つよりも多い三つ組によって指定される。同じアミノ酸または同義語を特定するコドン(例えば、CAUおよびCACは、ヒスチジンについて同義語である)は、タンパク質のアミノ酸配列を変更しない「サイレント」変異を生じ得る。当業者は、特定のタンパク質をコードする核酸の1つまたは複数のヌクレオチド(ヌクレオチドの最大で約3~5%)におけるこれらのバリエーションが、天然の対立遺伝子のバリエーションに起因して、所与の種のメンバー間に存在し得ることを理解する。任意のおよび全てのかかるヌクレオチドのバリエーションおよび生じるアミノ酸多型は、本発明の範囲内である。
本発明は、本発明のポリヌクレオチドをクローニングする際に有用な組換えクローニングベクターおよび発現ベクターをさらに提供する。本発明は、本発明のポリヌクレオチド分子もしくは組換えベクターを含む形質転換された宿主細胞、およびそれらに由来する新規株または細胞株をさらに提供する。
宿主細胞は、細菌細胞、酵母細胞、糸状菌細胞、藻類細胞、昆虫細胞または哺乳動物細胞であり得る。一部の実施形態では、宿主細胞はE.coliである。とりわけ、ファージ、高コピー数プラスミド、低コピー数プラスミドおよびシャトルベクターが含まれる種々の異なるベクターが、これらの宿主細胞の各々における特異的な使用のために開発されており、これらのいずれかが、本発明を実施するために使用され得る。
適切なクローニングベクターは、標準的な技術に従って構築され得、または当技術分野で入手可能な多数のクローニングベクターから選択され得る。選択されるクローニングベクターは、使用が意図される宿主細胞に従って変動し得るが、有用なクローニングベクターは一般に、自己複製する能力を有し、特定の制限エンドヌクレアーゼに対する単一の標的を保有し得、および/またはベクターを含むクローンを選択する際に使用され得るマーカーの遺伝子を保有し得る。適切な例には、プラスミドおよび細菌ウイルス、例えば、pBAD18、pUC18、pUC19、Bluescript(例えば、pBS SK+)およびその誘導体、mp18、mp19、pBR322、pMB9、ColE1、pCR1、RP4、ファージDNA、ならびにシャトルベクター、例えば、pSA3およびpAT28が含まれる。これらのおよび多くの他のクローニングベクターが、BioRad、StrategeneおよびInvitrogenなどの販売業者から入手可能である。
本発明のクローニングベクターで形質転換またはトランスフェクトされた宿主細胞の選択を補助するために、ベクターは、レポーター遺伝子産物または他の選択可能なマーカーのコード配列をさらに含むように操作され得る。かかるコード配列は、好ましくは、上記のように、調節エレメントコード配列と、動作可能な関連状態にある。本発明において有用なレポーター遺伝子は、当技術分野で周知であり、とりわけ、緑色蛍光タンパク質、ルシフェラーゼ、xylEおよびチロシナーゼをコードするものが含まれる。選択可能なマーカーをコードするヌクレオチド配列は、当技術分野で周知であり、抗生物質もしくは代謝拮抗薬に対する耐性を付与する遺伝子産物をコードするもの、または栄養要求性の要件を満たすものが含まれる。かかる配列の例には、とりわけ、アンピシリン、エリスロマイシン、チオストレプトンまたはカナマイシンに対する耐性をコードするものが含まれる。
目的のポリヌクレオチドを含むベクターおよび/またはポリヌクレオチド自体は、エレクトロポレーション、塩化カルシウム、塩化ルビジウム、リン酸カルシウム、DEAE-デキストランまたは他の物質を使用するトランスフェクション;微粒子銃;リポフェクション;および感染(例えば、ベクターが、ワクシニアウイルスなどの感染性因子である場合)を含む、いくつかの適切な手段のいずれかによって、宿主細胞中に導入され得る。ベクターまたはポリヌクレオチドを導入する選択肢は、宿主細胞の特色にしばしば依存する。
本発明は、本発明のポリヌクレオチド分子もしくは組換えベクターを含む形質転換された宿主細胞、およびそれらに由来する新規株または細胞株をさらに提供する。一部の実施形態では、本発明の実施において有用な宿主細胞は、E.coli細胞である。典型的には、American Type Culture Collection(ATCC)、10801 University Blvd.、Manassas、Va.20110、USAおよび市販の供給源から入手可能な、例えば、E.coli TOP10またはE.coli BL21(DE3)、DH5αなどのE.coliの株が、使用され得る。一部の実施形態では、他の原核生物細胞または真核生物細胞が使用され得る。一部の実施形態では、宿主細胞は、Clostridium、Zymomonas、Escherichia、Salmonella、Serratia、Erwinia、Klebsiella、Shigella、Rhodococcus、Pseudomonas、Bacillus、Lactobacillus、Enterococcus、Alcaligenes、Paenibacillus、Arthrobacter、Corynebacterium、Brevibacterium、Schizosaccharomyces、Kluyveromyces、Yarrowia、Pichia、Candida、PichiaまたはSaccharomycesから選択される属のメンバーである。かかる形質転換された宿主細胞には、典型的には、微生物、例えば、とりわけ、組換えバクテリオファージDNA、プラスミドDNAもしくはコスミドDNAベクターで形質転換された細菌、または組換えベクターで形質転換された酵母が含まれるがこれらに限定されない。好ましい真核生物宿主細胞には酵母細胞が含まれるが、哺乳動物細胞または昆虫細胞もまた、効率的に利用され得る。適切な宿主細胞には、原核生物(例えば、E.coli、B.subtillis、S.lividansまたはC.glutamicum)および酵母(例えば、S.cerevisae、S.pombe、P.pastorisまたはK.lactis)が含まれる。
一態様では、本発明は、scPV、その組換え体のゲノム、またはそれらの機能的一部もまた含む。ウイルスゲノムの機能的一部は、タンパク質またはその部分(例えば、ドメイン、エピトープなど)をコードするゲノムの一部分、プロモーター、エンハンサー、シスもしくはトランス作用性エレメントなどの調節エレメント、または調節エレメントの成分を含む一部分などであり得る。かかるウイルス配列は、例えば、PCR、ハイブリダイゼーションテクノロジーを使用することによって、またはELISAアッセイを確立することによって、ウイルスまたはその組換え体を同定または単離するために使用され得る。
例示的な使用
病原性ポックスウイルス感染の予防または処置
本発明の合成キメラポックスウイルス(scPV)は、病原性ポックスウイルス感染に対する対象の免疫化において使用され得る。本発明のscPVは、対象において1つまたは複数の病原性ポックスウイルス感染を予防、管理または処置するために使用され得る。一部の実施形態では、病原性ポックスウイルスは、Orthopoxvirus(例えば、ラクダ痘ウイルス(CMLV)、牛痘ウイルス(CPXV)、奇肢症ウイルス(ECTV、「マウス痘因子」)、HPXV、サル痘ウイルス(MPXV)、ウサギ痘ウイルス(RPXV)、アライグマ痘ウイルス、スカンク痘ウイルス、アレチネズミ痘ウイルス、ウアシンギシュー病ウイルス、ワクシニアウイルス(VACV)、痘瘡ウイルス(VARV)およびハタネズミ痘ウイルス(VPV))である。一部の実施形態では、病原性ポックスウイルスは、Parapoxvirus(例えば、オルフウイルス(ORFV)、偽牛痘ウイルス(PCPV)、牛丘疹性口炎ウイルス(BPSV)、リスパラポックスウイルス(SPPV)、アカシカパラポックスウイルス、Ausdykウイルス、シャモア伝染性膿瘡ウイルス、トナカイパラポックスウイルスまたはアザラシ痘ウイルス)である。一部の実施形態では、病原性ポックスウイルスは、Molluscipoxvirus(例えば、伝染性軟属腫ウイルス(MCV))である。一部の実施形態では、病原性ポックスウイルスは、Yatapoxvirus(例えば、タナポックスウイルスまたはヤバサル腫瘍ウイルス(YMTV))である。一部の実施形態では、病原性ポックスウイルスは、Capripoxvirus(例えば、羊痘、山羊痘またはランピースキン病ウイルス)である。一部の実施形態では、ポックスウイルスは、Suipoxvirus(例えば、ブタポックスウイルス)である。一部の実施形態では、病原性ポックスウイルスは、Leporipoxvirus(例えば、粘液腫ウイルス、ショープ線維腫ウイルス(SFV)、リス線維腫ウイルスまたは野兎線維腫ウイルス)である。一部の実施形態では、病原性ポックスウイルスはVARVである。一部の実施形態では、病原性ポックスウイルスはMPXVである。一部の実施形態では、病原性ポックスウイルスはMCVである。一部の実施形態では、病原性ポックスウイルスはORFVである。一部の実施形態では、病原性ポックスウイルスはCPXVである。病原性ポックスウイルスは、ポックスウイルスのシュードタイプまたはキメラであり得る。一部の実施形態では、対象はヒト対象である。一部の実施形態では、対象は動物対象である。新たなポックスウイルス(例えば、オルソポックスウイルス)が、なおも絶えず発見されている。本発明のscPVは、新たに発見された病原性ポックスウイルスに対する対象の免疫化において、または新たに発見された病原性ポックスウイルスによる感染の予防、管理もしくは処置において使用され得ることが理解される。
本発明のscPVは、免疫原性製剤、例えば、ワクチン製剤において使用され得る。製剤は、病原性ポックスウイルス感染を予防、管理、中和、処置および/または寛解するために使用され得る。免疫原性製剤は、本発明の生または不活性化scPVのいずれかを含み得る。scPVは、当業者に周知の方法によって不活性化され得る。一般的な方法は、不活性化のためにホルマリンおよび熱を使用する。一部の実施形態では、免疫原性製剤は、生ワクチンを含む。かかる生免疫原性製剤の産生は、細胞培養物におけるscPVの繁殖とその後の精製を含む従来の方法を使用して達成され得る。例えば、scPVは、当業者によって決定されるように、BHK、BGMK、BRL3A、BSC-40、CEF、CEK、CHO、COS、CVI、HaCaT、HEL、HeLa細胞、HEK293、ヒト骨骨肉腫細胞株143B、MDCK、NIH/3T3、Vero細胞などにおいて培養され得る。
一態様では、本発明のscPVは、天然痘を予防、管理または処置するために使用され得る。本発明のscPV(例えば、合成キメラHPXV(scHPXV)または合成キメラVACV(scVACV))は、天然痘に曝露された、潜在的に曝露される、または曝露のリスクがある個体または集団における天然痘の予防のためのワクチンとして使用され得る。本発明のscPV(例えば、本発明のscHPXVまたはscVACV)は、天然痘ワクチンの新たな国家備蓄品を創出するために使用され得る。一部の実施形態では、本発明のscPVは、ファースト・レスポンダーなどの防衛職員に、予防的に投与され得る。
一実施形態では、本発明のscHPXVを含む組成物は、天然痘ワクチンとして使用される。本発明の方法に従って産生されたscHPXVは、小さいプラークの表現型を有することが本明細書で示される。一般に、小さいプラークの表現型は、弱毒化を反映するとみなされる。従って、本発明の方法に従って産生されたscHPXVは、既存の天然痘ワクチンに対する安全な代替法を提供する。一部の実施形態では、ワクチンは、既存の天然痘ワクチンからの重症合併症に罹患し得、従って、既存の天然痘ワクチンが禁忌である、免疫抑制対象(例えば、HIV患者、化学療法を受けている患者、がん、リウマチ学的障害または自己免疫性障害に対する処置を受けている患者、臓器または組織移植を受けているまたは受けた患者、免疫不全を有する患者、小児、妊娠女性、アトピー性皮膚炎、湿疹、乾癬、心臓状態を有する患者、および免疫抑制薬使用中の患者など)への投与にとって安全であり得る。一部の実施形態では、ワクチンは、ウイルス複製を抑制するために、1つまたは複数の抗ウイルス処置と組み合わせて使用され得る。一部の実施形態では、ワクチンは、ウイルス複製を抑制するために、ブリンシドホビル処置と組み合わせて使用され得る。一部の実施形態では、ワクチンは、ウイルス複製を抑制するために、テコビリマット(tecovirimat)/SIGA-246処置と組み合わせて使用され得る。一部の実施形
態では、ワクチンは、非環式ヌクレオシドホスホネート(シドホビル)、非環式ヌクレオシドホスホネート(acyclic nucleoside or phosphonates)の経口アルコキシアルキ
ルプロドラッグ(ブリンシドホビルまたはCMX001)と組み合わせて使用され得る。一部の実施形態では、ワクチンは、ワクシニア免疫グロブリン(VIG)と組み合わせて使用され得る。一部の実施形態では、ワクチンは、VACV、VARVまたはHPXVに由来するペプチドまたはタンパク質抗原で先に免疫化された対象において使用され得る。一部の実施形態では、ワクチンは、死滅または不活性化されたVACVで先に免疫化された対象において使用され得る。一部の実施形態では、ワクチンは、複製欠損(deficient/defective)VACVウイルス株であるMVA(改変ウイルスAnkara)で先に免疫化された対象において使用され得る。本発明のscHPXVを含むワクチン製剤は、生または不活性化scHPXVのいずれかを含み得る。
一実施形態では、本発明のscVACVを含む組成物は、天然痘ワクチンとして使用される。scVACVは、ACAM2000(Genbank受託番号AY313847)、Western Reserve(Genbank受託番号NC006998;Genbank受託番号AY243312)、CL3(Genbank受託番号AY313848)、Tian Tian(Genbank受託番号AF095689.1)、Tian
TianクローンTT9(JX489136)、TP3(Genbank受託番号KC207810)およびTP5(Genbank受託番号KC207811)、NYCBH、Wyeth、Copenhagen(Genbank受託番号M35027)、Lister 107(Genbank受託番号DQ121394)、Lister-LO(Genbank受託番号AY678276)、改変ワクシニアウイルスAnkara(MVA)(Genbank受託番号U94848;Genbank受託番号AY603355)、MVA-BN(Genbank受託番号DQ983238)、Lederle、TashkentクローンTKT3(Genbank受託番号KM044309)およびTKT4(KM044310)、USSR、Evans、Praha、LIVP、Ikeda、IHD-W(Genbank受託番号KJ125439)、LC16m8(AY678275)、EM-63、IC、Malbran、Duke(Genbank受託番号DQ439815)、3737(Genbank受託番号DQ377945)、CV-1、Connaught Laboratories、CVA(Genbank受託番号AM501482)、Serro 2ウイルス(Genbank受託番号KF179385)、Cantagloウイルス単離体CM-01(Genbank受託番号KT013210)、DryvaxクローンDPP15(Genbank受託番号JN654981)、DPP20(Genbank受託番号JN654985)、DPP13(Genbank受託番号JN654980)、DPP17(Genbank受託番号JN654983)、DPP21(Genbank受託番号JN654986)ならびにIOC(Genbank受託番号KT184690およびKT184691)から選択されるVACV株であり得る。一実施形態では、天然痘ワクチンとして使用されるscVACVは、株ACAM2000(Genbank受託番号AY313847)に基づく。一実施形態では、天然痘ワクチンとして使用されるscVACVは、株VACV-IOC(Genbank受託番号KT184690およびKT184691)に基づく。一実施形態では、天然痘ワクチンとして使用されるscVAVCは、株MVA(Genbank受託番号U94848;Genbank受託番号AY603355)に基づく。一実施形態では、天然痘ワクチンとして使用されるscVACVは、株MVA-BN(Genbank受託番号DQ983238)に基づく。本発明のscPVを含むワクチン製剤は、生または不活性化scVACVのいずれかを含み得る。
一部の実施形態では、本発明のscPV(例えば、scHPXVまたはscVACV)を含む組成物は、VACV感染、MPXV感染またはCPXV感染に対するワクチンとして使用される。
一部の実施形態では、本発明のscPVは、異種抗原またはエピトープを発現するように設計され得、かかる抗原および/またはエピトープの供給源生物に対するワクチンとして使用され得る。
本発明の免疫原性製剤(例えば、ワクチン)は、有効量の本発明のscPV、および薬学的に許容される担体を含む。用語「薬学的に許容される」は、動物、より詳細にはヒトにおける使用のために、連邦政府もしくは州政府の規制当局によって承認されていること、または米国薬局方もしくは他の一般に認識された薬局方に列挙されていることを意味する。用語「担体」は、医薬組成物(例えば、免疫原性またはワクチン製剤)がそれを用いて投与される、希釈剤、アジュバント、賦形剤またはビヒクルを指す。食塩水溶液ならびに水性デキストロースおよびグリセロール溶液もまた、液体担体として、特に注射用溶液のために使用され得る。適切な賦形剤には、デンプン、グルコース、ラクトース、スクロース、ゼラチン、麦芽、コメ、小麦粉、チョーク、シリカゲル、ステアリン酸ナトリウム、モノステアリン酸グリセロール、タルク、塩化ナトリウム、乾燥スキムミルク、グリセロール、プロピレン、グリコール、水、エタノールなどが含まれる。適切な医薬担体の例は、E. W. Martinによる「Remington’s Pharmaceutical Sciences」に記載されている。製剤は、投与の様式に適していなければならない。特定の製剤は、scPVが生であるか不活性化されているかにも依存し得る。精製された本発明のscPVは、後の使用のために凍結乾燥され得る、または医薬溶液中で即座に調製され得る。scPVはまた、アジュバントまたは担体ありまたはなしで、無菌食塩水などの生理学的に許容される溶液中に希釈され得る。
本発明の免疫原性製剤(例えば、ワクチン)は、乱切によって患者に投与され得る。ワクチンは、任意の他の標準的な投与経路によっても投与され得る。多くの方法が、免疫原性製剤(例えば、ワクチン)を導入するために使用され得、これらには、鼻腔内、気管内、経口、真皮内、筋肉内、腹腔内、静脈内、結膜および皮下経路が含まれるがこれらに限定されない。鳥類では、これらの方法は、後鼻孔接種をさらに含み得る。非経口投与の代替法として、本発明は、飲用水を介してまたはスプレー中などの、農業目的のための大量投与の経路もまた包含する。あるいは、本発明のscPVを、その天然の感染経路を介して導入することが好ましい場合がある。一部の実施形態では、本発明の免疫原性製剤は、注射用液体、ワクチンを発現する吸収可能なトランスジェニック植物、徐放性ゲル、またはインプラント可能な封入された組成物、固体インプラントもしくは核酸として投与される。免疫原性製剤は、クリーム、ローション、軟膏、皮膚パッチ、ロゼンジまたは経口液体、例えば、懸濁液、溶液および乳濁液(水中油または油中水)中でも投与され得る。
ある特定の実施形態では、本発明の免疫原性製剤(例えば、ワクチン)は、感染からの完全な保護を生じないが、未処置の対象と比較して、より低い力価または低減された数の病原体(例えば、病原性ポックスウイルス)を生じる。ある特定の実施形態では、本発明の免疫原性製剤の投与は、未処置の対象と比較して、病原体の力価における、0.5倍、1倍、2倍、4倍、6倍、8倍、10倍、15倍、20倍、25倍、50倍、75倍、100倍、125倍、150倍、175倍、200倍、300倍、400倍、500倍、750倍もしくは1,000倍またはそれよりも大きい低減を生じる。病原体の力価、数または総負荷における低減の利益には、感染の症状の重症度の低下、および感染と関連する疾患または状態の長さにおける低減が含まれるがこれらに限定されない。
ある特定の実施形態では、本発明の免疫原性製剤(例えば、ワクチン)は、感染からの完全な保護を生じないが、未処置の対象と比較して、より低い数の症状もしくは症状の減少した強度、または減少した罹患率もしくは減少した死亡率を生じる。
種々の実施形態では、本発明の免疫原性製剤(例えば、ワクチン)または本発明のscPVによって生成される抗体は、感染(例えば、病原性ポックスウイルス感染)の予防のために、1つまたは複数の他の治療(例えば、抗ウイルスまたは免疫調節治療)と組み合わせて対象に投与される。他の実施形態では、本発明の免疫原性製剤または本発明のscPVによって生成される抗体は、感染(例えば、病原性ポックスウイルス感染)の処置のために、1つまたは複数の他の治療(例えば、抗ウイルスまたは免疫調節治療)と組み合わせて対象に投与される。さらに他の実施形態では、本発明の免疫原性製剤または本発明のscPVによって生成される抗体は、感染(例えば、病原性ポックスウイルス感染)の管理および/または寛解のために、1つまたは複数の他の治療(例えば、抗ウイルスまたは免疫調節治療)と組み合わせて対象に投与される。具体的な実施形態では、本発明の免疫原性製剤または本発明のscPVによって生成される抗体は、天然痘の予防のために、1つまたは複数の他の治療(例えば、抗ウイルスまたは免疫調節治療)と組み合わせて対象に投与される。別の具体的な実施形態では、本発明の免疫原性製剤または本発明のscPVによって生成される抗体は、天然痘の処置のために、1つまたは複数の他の治療(例えば、抗ウイルスまたは免疫調節治療)と組み合わせて対象に投与される。一部の実施形態では、ワクチンは、ウイルス複製を抑制するために、1つまたは複数の抗ウイルス処置と組み合わせて使用され得る。一部の実施形態では、ワクチンは、ウイルス複製を抑制するために、ブリンシドホビル処置と組み合わせて使用され得る。一部の実施形態では、ワクチンは、ウイルス複製を抑制するために、テコビリマット/SIGA-246処置と組み合わせて使用され得る。一部の実施形態では、ワクチンは、非環式ヌクレオシドホスホネート(シドホビル)、非環式ヌクレオシドホスホネートの経口アルコキシアルキルプロドラッグ(ブリンシドホビルまたはCMX001)と組み合わせて使用され得る。一部の実施形態では、ワクチンは、ワクシニア免疫グロブリン(VIG)と組み合わせて使用され得る。一部の実施形態では、ワクチンは、VACV、VARVまたはHPXVに由来するペプチドまたはタンパク質抗原で先に免疫化された対象において使用され得る。一部の実施形態では、ワクチンは、死滅または不活性化されたVACVで先に免疫化された対象において使用され得る。一部の実施形態では、ワクチンは、複製欠損(deficient/defective)VACVウイルス株であるMVA(改変ウイルスAnkara)で先に免疫化され
た対象において使用され得る。
当業者に周知の任意の抗ウイルス剤は、本発明の製剤(例えば、ワクチン製剤)および方法において使用され得る。抗ウイルス剤の非限定的な例には、その受容体へのウイルスの付着、細胞中へのウイルスの内在化、ウイルスの複製、または細胞からのウイルスの放出を阻害および/または低減する、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、融合タンパク質、抗体、核酸分子、有機分子、無機分子および小分子が含まれる。特に、抗ウイルス剤には、細胞外ウイルス成熟化を遮断する抗ウイルス薬(テコビリマット/SIGA-246)、非環式ヌクレオシドホスホネート(シドホビル)、非環式ヌクレオシドホスホネートの経口アルコキシアルキルプロドラッグ(ブリンシドホビルまたはCMX001)またはワクシニア免疫グロブリン(VIG)が含まれるがこれらに限定されない。一部の実施形態では、抗ウイルス剤には、ヌクレオシドアナログ(例えば、ジドブジン、アシクロビル、ガンシクロビル(gangcyclovir)、ビダラビン、イドクスウリジン、トリフルリジンおよびリバビリン)、ホスカルネット、アマンタジン、リマンタジン、サキナビル、インジナビル、リトナビル、アルファ-インターフェロンおよび他のインターフェロン、ならびにAZTが含まれるがこれらに限定されない。
用量および投薬レジメンは、処置される対象の要求に従って、当業者によって決定され得る。当業者は、考慮因子、例えば、対象の年齢または体重、処置されている疾患または状態の重症度、および処置に対する対象の応答を考慮し得る。本発明の組成物は、例えば、必要に応じて、または毎日、投与され得る。投薬は、変動する期間にわたって行われ得る。例えば、投薬レジメンは、1週間、2週間、3週間、4週間、5週間、6週間、7週間、8週間、9週間、10週間、11週間、12週間またはそれよりも長く持続し得る。一部の実施形態では、投薬レジメンは、1カ月間、2カ月間、3カ月間、4カ月間、5カ月間、6カ月間、7カ月間、8カ月間、9カ月間、10カ月間、11カ月間、12カ月間またはそれよりも長く持続する。
本発明のscPVは、受動免疫療法、診断または予後判定イムノアッセイなどに有用な抗体を産生するためにも使用され得る。抗体を産生する方法は、当技術分野で周知である。抗体は、免疫療法における使用前に、さらに改変(例えば、キメラ化、ヒト化など)され得る。
腫瘍溶解剤
本発明の合成キメラポックスウイルス(scPV)は、がん細胞において選択的に複製しそれを死滅させる腫瘍溶解剤として使用され得る。迅速に分裂している細胞、例えばがん細胞は一般に、非分裂細胞よりも、ポックスウイルス感染に対して許容的である。ポックスウイルスの多くの特色、例えば、ヒトにおける安全性、高力価ストックの産生の容易さ、ウイルス調製物の安定性、および腫瘍細胞における複製後に抗腫瘍免疫を誘導する能力は、ポックスウイルスを望ましい腫瘍溶解剤にする。本発明の方法に従って産生されたscPVは、それらをがんの処置にとって適切なものにする1つまたは複数の改変を含み得る。従って、一態様では、本開示は、がん細胞において死を誘導する方法であって、細胞を、単離されたscPV、または本発明のscPVを含む医薬組成物と接触させるステップを含む方法を提供する。一態様では、本開示は、がんを処置する方法であって、それを必要とする患者に、治療有効量の本発明のscPVを投与するステップを含む方法を提供する。別の態様は、がん細胞などの新生物障害細胞において死を誘導するため、またはがんなどの新生物障害を処置するための、本明細書に記載されるscPVまたは組成物の使用を含む。一部の実施形態では、ポックスウイルス腫瘍溶解治療は、1つまたは複数の従来のがん治療(例えば、手術、化学療法、放射線療法、温熱療法および生物学的/免疫学的治療)と組み合わせて投与される。具体的な実施形態では、腫瘍溶解性ウイルスは、本発明の合成キメラVACV(scVACV)である。一部の実施形態では、腫瘍溶解性ウイルスは、本発明の合成キメラ粘液腫ウイルスである。一部の実施形態では、腫瘍溶解性ウイルスは、本発明の合成キメラHPXV(scHPXV)である。一部の実施形態では、腫瘍溶解性ウイルスは、本発明の合成キメラアライグマ痘ウイルスである。一部の実施形態では、腫瘍溶解性ウイルスは、本発明の合成キメラヤバ様疾患ウイルスである。
本発明の方法を使用して、1つまたは複数の望ましい遺伝子が容易に導入され得、1つまたは複数の望ましくない遺伝子が、合成キメラポックスウイルスゲノムから容易に欠失され得る。一部の実施形態では、腫瘍溶解剤としての使用のための本発明のscPVは、それらの免疫反応性、抗腫瘍標的化および/もしくは効力、細胞から細胞への広がりならびに/またはがん特異性を増強する導入遺伝子を発現するように設計される。一部の実施形態では、本発明のscPVは、免疫調節遺伝子(例えば、GM-CSF、またはTNF機能を遮断するウイルス遺伝子)を発現するように設計または操作される。一部の実施形態では、本発明のscPVは、ビルレンスを弱毒化する因子を発現する遺伝子を含むように設計される。一部の実施形態では、本発明のscPVは、治療剤(例えば、hEPO、BMP-4、特異的腫瘍抗原に対する抗体またはその部分など)を発現するように設計または操作される。一部の実施形態では、本発明のscPVは、弱毒化のために改変されている。一部の実施形態では、本発明のscPVは、ウイルスTK遺伝子を欠如するように設計または操作される。一部の実施形態では、本発明のscVACVは、ワクシニア増殖因子遺伝子を欠如するように設計または操作される。一部の実施形態では、本発明のscVACVは、ヘマグルチニン遺伝子を欠如するように設計または操作される。
本発明のscPVは、種々の新生物障害および/またはがんを処置するために有用である。一部の実施形態では、がんの型には、骨がん、乳がん、膀胱がん、子宮頸がん、結腸直腸がん、食道がん、神経膠腫、胃がん、胃腸がん、頭頸部がん、肝がん、例えば肝細胞癌、白血病、肺がん、リンパ腫、卵巣がん、膵臓がん、前立腺がん、腎がん、皮膚がん、例えば黒色腫、精巣がんなど、または処置され得る任意の他の腫瘍もしくはプレ新生物病変が含まれるがこれらに限定されない。
別の実施形態では、方法は、本明細書に記載される単離されたもしくは組換えウイルスまたは組成物が投与された対象由来の新生物障害もしくはがん細胞中および/または試料中の、投与されたscPVの存在を検出するステップをさらに含む。例えば、対象は、例えば感染の進行を評価するために、本明細書に記載されるscPVまたは組成物の投与前および/または投与後に試験され得る。一部の実施形態では、本開示のscPVは、検出カセットを含み、投与されたキメラポックスウイルスの存在を検出するステップは、検出カセットにコードされたタンパク質を検出することを含む。例えば、検出カセットが蛍光タンパク質をコードする場合、対象または試料は、蛍光を可視化するための方法を使用して画像化される。
本発明の腫瘍溶解製剤は、有効量の本発明のscPV、および薬学的に許容される担体を含む。用語「薬学的に許容される」は、動物、より詳細にはヒトにおける使用のために、連邦政府もしくは州政府の規制当局によって承認されていること、または米国薬局方もしくは他の一般に認識された薬局方に列挙されていることを意味する。用語「担体」は、医薬組成物(例えば、腫瘍溶解製剤)がそれを用いて投与される、希釈剤、アジュバント、賦形剤またはビヒクルを指す。食塩水溶液ならびに水性デキストロースおよびグリセロール溶液もまた、液体担体として、特に注射用溶液のために使用され得る。適切な賦形剤には、デンプン、グルコース、ラクトース、スクロース、ゼラチン、麦芽、コメ、小麦粉、チョーク、シリカゲル、ステアリン酸ナトリウム、モノステアリン酸グリセロール、タルク、塩化ナトリウム、乾燥スキムミルク、グリセロール、プロピレン、グリコール、水、エタノールなどが含まれる。適切な医薬担体の例は、E. W. Martinによる「Remington’s Pharmaceutical Sciences」に記載されている。製剤は、投与の様式に適していなければならない。
組換え遺伝子発現のためのウイルスベクター
本発明の合成キメラポックスウイルス(scPV)は、異種配列を保有するように操作され得る。異種配列は、異なるポックスウイルス種由来または任意の非ポックスウイルス供給源由来であり得る。一態様では、異種配列は、任意の非ポックスウイルス供給源から選択される抗原性エピトープである。一部の実施形態では、組換えウイルスは、Plasmodium falciparum、マイコバクテリア、Bacillus anthracis、Vibrio cholerae、MRSA、ラブドウイルス、インフルエンザウイルス、フラビウイルス科のウイルス、パラミクソウイルス、肝炎ウイルス、ヒト免疫不全ウイルスが含まれるがこれらに限定されない非ポックスウイルス供給源由来の、あるいは出血熱を引き起こすウイルス、例えば、ハンタウイルスまたはフィロウイルス、即ち、エボラもしくはマールブルグウイルス由来の、1つまたは複数の抗原性エピトープを発現し得る。別の態様では、異種配列は、異なるポックスウイルス種由来の抗原性エピトープである。これらのウイルス配列は、scPVの宿主スペクトルまたは免疫原性を改変するために使用され得る。
一部の実施形態では、本発明のscPVは、治療的核酸(例えば、アンチセンス核酸)または治療的ペプチド(例えば、所望の生物学的活性を有するペプチドまたはタンパク質)を発現する異種遺伝子/核酸をコードし得る。
一部の実施形態では、異種核酸配列の発現は、好ましくは、ポックスウイルスプロモーターの転写制御下にあるが、排他的にではない。一部の実施形態では、異種核酸配列は、好ましくは、ウイルスゲノムの非必須領域中に挿入される。異種配列をポックスウイルスゲノム中に挿入するための方法は、当業者に公知である。一部の実施形態では、異種核酸は、化学的合成によって導入される。例示的な実施形態では、異種核酸は、本発明のscHPXVのHPXV095/J2RまたはHPXV044遺伝子座中にクローニングされ得る。
本発明のscPVは、標的細胞中への異種核酸配列の導入のために使用され得、この配列は、標的細胞に対して相同または異種のいずれかである。標的細胞中への異種核酸配列の導入は、その配列によってコードされる異種ペプチドもしくはポリペプチドおよび/または完全なウイルスをin vitroで産生するために使用され得る。この方法は、scPVによる宿主細胞の感染;適切な条件下での感染宿主細胞のカルチベーション;ならびに宿主細胞によって産生されるペプチド、タンパク質および/またはウイルスの単離および/または富化を含む。
記載されてきた本発明の実施形態は、本発明の原理の適用の一部の単なる例示であることを理解すべきである。多数の改変が、本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書に示された教示に基づいて、当業者によってなされ得る。
以下の実施例は、本発明の代表として示される。これらおよび他の等価な実施形態が、本開示、図面および添付の実施形態を考慮して明らかになるので、これらの実施例は、本発明の範囲を限定すると解釈すべきではない。
(実施例1)
ウイルスゲノムの重複する断片の選択および設計
材料および方法
合成キメラHPXV(scHPXV)ゲノム設計
scHPXVゲノムの設計は、HPXVについて先に記載されたゲノム配列に基づく(株MNR-76;図1A)[GenBank受託番号DQ792504](Tulman ER、Delhon G、Afonso CL、Lu Z、Zsak L、Sandybaev NTら、Genome of horsepox virus. Journal of virology. 2006年;80巻(18号):9244~58頁)。212,633bpのゲノムを、10個の重複する断片へと分割する(図1B)。相同組換えが全長ゲノムのアセンブリを駆動する部位を提供するために、これらの断片が各隣接断片と少なくとも1.0kbpの重複する配列(即ち、相同性)を共有するように、それらを設計した(表1)。これらの重複する配列は、共トランスフェクトされた断片間での組換えを正確に実施するのに十分な相同性を提供する(Yao XD、Evans DH. High-frequency genetic recombination and reactivation of orthopoxviruses from DNA
fragments transfected into leporipoxvirus-infected cells. Journal of virology. 2003年;77巻(13号):7281~90頁)。より短いまたはより長
い重複が同様の目的を果たすことが可能である。HPXVゲノム配列由来の末端40bp(5’-TTTATTAAATTTTACTATTTATTTAGTGTCTAGAAAAAAA-3’)(配列番号59)は、合成された末端逆位配列(ITR)断片中には含まれない。その代わり、SapI制限部位が、ITR断片の5’末端(GA_LITR)および3’末端(GA_RITR)において付加され、TGT配列が後に続く。これらのSapI制限部位を使用して、VACV末端ヘアピンをITR断片にライゲートさせる(以下に記載される)。
各断片を化学的に合成し、各断片上の末端SfiI制限部位を使用してプラスミド中にサブクローニングする。これらの断片のサブクローニングを補助するために、AarIおよびBsaI制限部位を、2つのITRコード断片を除く全ての断片においてサイレントに変異させる(表2)。これらの領域が、効率的なDNA複製およびコンカテマー分割にとって重要なヌクレオチド配列特異的認識部位を含む場合、2つのITRコード断片中のBsaI制限部位は変異させない。
ポックスウイルス初期後期プロモーターの制御下にあるyfp/gptカセットを、GA_断片_3内のHPXV095/J2R遺伝子座中に導入すると、HPXV(scHPXV YFP-gpt::095)の再活性化を蛍光顕微鏡下で可視化することが容易になる。gpt遺伝子座は、薬物選択を使用して再活性化されたウイルスを選択するための有望なツールも提供する。HPXV095は、非必須VACV J2R遺伝子のHPXVホモログをコードし、SFV感染BGMK細胞中に、断片_3および他のHPXVクローンをVACV DNAと共に共トランスフェクトすることによって、種々のハイブリッドウイルスを回収して、選択戦略を検証する(図13Aおよび13B)。サイレント変異をHPXV044(VACVWRF4L)配列(GA_断片_2)中にも導入して、GA_断片_2内に2つの独自の制限部位を創出する(表3)。一部の実施形態では、これらの独自の制限部位は、HPXVの再活性化の前に、組換え遺伝子産物(例えば、選択可能なマーカー、蛍光タンパク質、抗原などであるがこれらに限定されない)をGA_断片_2中に迅速に導入するために使用され得る。
Figure 2022164900000001
Figure 2022164900000002
Figure 2022164900000003
VACV(株WR)由来のスロー(S)形態およびファスト(F)形態の末端ヘアピンループの合成
VACV(株WR)由来のスロー(S)形態およびファスト(F)形態の末端ヘアピンループを、157ntのssDNA断片として合成する(Integrated DNA
Technologies;図2B)。DNA合成を介して、3ヌクレオチドから構成される5’オーバーハングが、各ヘアピンの終端に残される(5’-ACA;図2C)。HPXV配列[DQ792504]由来のコンカテマー分割部位(contatemer
resolution site)もまた、末端ヘアピンループ中に合成する(図2B)。
scHPXV YFP-gpt::095断片の消化および精製
合成HPXV断片を、50℃でSfiIで一晩消化する。scHPXV ITR断片を、SapI(ThermoFisher Scientific)で1時間個々に消化し、65℃で10分間不活性化し、その後、50℃でSfiIで一晩消化する。およそ1UのFastAPアルカリホスファターゼを、scHPXV YFP-gpt::095 ITR消化物に添加し、37℃でもう1時間インキュベートする。全てのscHPXV YFP-gpt::095断片を、QiaexII DNA cleanupキット(Qiagen)を使用して引き続いて精製する。全てのscHPXV YFP-gpt::095断片を、10mM トリス-HCl中でQiaexII懸濁液から溶出させる。DNA濃度を、NanoDrop(ThermoFisher Scientific)を使用して推定する。
結果
ポックスウイルスは、ウイルス複製のプロセスに密接に関連する非常に高頻度の相同組換え反応を触媒する。本明細書では、化学的に合成されたHPXV二重鎖DNAの大きい断片を、機能的scHPXVゲノムを形成するために、ウイルスにより触媒される組換えおよび複製反応を使用して接合することができることが実証される。
HPXVゲノム(株WNR-76)の公開された配列を使用して、212,633bpのゲノムを、10個の重複する断片へと分割する(図2)。この領域内の配列特異的部位が効率的なゲノム複製およびコンカテマー分割に知らずに必要とされる場合、ITRを除く全ての断片中の全てのBsaIおよびAarI部位を変異させる。上記のように、VACV由来の末端ヘアピンループ構造の、ITRの終端への付加を促進するために、SapI認識部位を、それぞれLITRおよびRITR断片の両方の左側末端終端および右側末端終端の隣に含める(図2A)。これらのSapI部位は、隣接するベクター配列内に包埋され、SapI酵素は、認識配列の外側かつHPXV DNA中で、この部位の下流を切断する。従って、DNAをSapIで切断すると、HPXV配列からコピーされたDNA内に粘着終端が残り、従って、無関係な制限部位を含まない、正確な配列コピーの(引き続くライゲーションを介した)アセンブリが可能になる。LITRおよびRITR断片の他方の終端(ゲノムマップに関して内部終端)は各々、残りのHPXV断片の両終端と同様、SfiI認識部位によって境界される。これらのDNAは全て、容易な繁殖のためにプラスミド形態で供給される。SFV感染細胞中へのトランスフェクションのための内部断片を調製するために、これらのプラスミドをSfiIで消化して、各scHPXV YFP-gpt::095断片からプラスミドを放出させる(LITRおよびRITR断片をどのようにプロセシングするかについては、以下を参照のこと)。消化後、各反応は、いずれの混入酵素をも除去するために精製されるが、プラスミドは、消化物から除去されず、各scHPXV YFP-gpt::095断片と一緒に共トランスフェクトされる。これは、反応を妨害せず、DNA操作の量、およびこれらの大きいDNA断片の可能な断片化を最小化するために実施される。
反応効率は、トランスフェクトされた断片の数によって影響され得るが、10個よりも多いまたは少ない重複する断片が、本発明の方法において使用され得る。理論に束縛されないが、約15個の断片が、再活性化反応のさらなる最適化なしの実務的上限を示し得る。理想的な下限は単一のゲノム断片であるが、実務上、テロメアは、より控えめなサイズの断片(例えば、約10kb)として最も容易に操作される。
(実施例2)
scHPXV YFP-gpt::095左および右ITR断片へのVACV F末端およびS末端ヘアピンループのライゲーション
材料および方法
scHPXV YFP-gpt::095 ITR断片へのS形態およびF形態の末端ヘアピンループのライゲーション
およそ1マイクログラムの末端VACVヘアピンループの各々を、95℃で5分間インキュベートし、その後、氷上での「即座の」冷却によってヘアピン構造を形成させる。ヘアピンループを、それらの5’終端において引き続いてリン酸化し、その後ライゲートさせる。簡潔に述べると、1μgのVACV F-ヘアピンまたはVACV S-ヘアピンのいずれか、2μlの10×T4ポリヌクレオチドキナーゼ緩衝液(ThermoFisher Scientific)、1mM ATP、および10単位のT4ポリヌクレオチドキナーゼ(ThermoFisher Scientific)を含む別々の20μl反応を、37℃で1時間インキュベートする。反応を、75℃での熱不活性化によって終結させる。
およそ1マイクログラムの左ITRまたは右ITRのいずれかを、5%PEG-4000および5単位のT4 DNAリガーゼの存在下で、20倍モル過剰の各末端ヘアピンと共に、16℃で一晩別々にインキュベートする。各ライゲーション反応を、65℃で10分間熱不活性化し、その後、細胞中にトランスフェクトする準備ができるまで、氷上でインキュベートする。
結果
オルソポックスウイルスは、ゲノムの各終端において変動する長さの末端逆位配列(ITR)を保有する直鎖dsDNAゲノムをコードする。二重鎖ゲノムの2つの鎖をヘアピンループによって接続して、共有結合的に連続的なポリヌクレオチド鎖を形成させる。ループは、A+Tリッチであり、完全に塩基対合した構造を形成できず、配列が反転した形態および相補的な形態の2つの形態で存在する(Baroudy BM、Venkatesan S、Moss B.
Incompletely base-paired flip-flop terminal loops link the two DNA strands of the vaccinia virus genome into one uninterrupted polynucleotide chain. Cell. 1982年;28巻(2号):315~24頁)(図2B)。これらは、それらの電気泳動特性に基づいてスロー[S]形態およびファスト[F]形態と呼ばれ、おそらくは、直鎖dsDNAゲノムの終端をキャップする、部分的に二重鎖のヘアピン構造へとフォールディングする(図2C)。HPXVゲノムの公開された配列は不完全であり、おそらくは末端終端から約60bpを欠くために、HPXVヘアピンを正確に複製することが不可能になっている。その代わり、157ntのssDNA断片を、VACVテロメアの公開された配列をガイドとして使用して化学的に合成し、各ヘアピンの終端に、3ヌクレオチドから構成される5’オーバーハングを残した(5’-ACA;図2C)(Baroudy BM、Venkatesan S、Moss B. Incompletely base-paired flip-flop terminal loops link the two DNA strands of the vaccinia virus genome
into one uninterrupted polynucleotide chain. Cell. 1982年;28巻(
2号):315~24頁)。このオーバーハングは、クローニングされたLITRおよびRITR断片をSapIで切断することによって生成された終端に対して相補的である。
VACVに由来する配列を、HPXVとVACVとの間の近い共通の祖先を示唆するデータに基づいて使用する。異なるコードポックスウイルスのヘアピン終端間で共通して保存された配列特色が存在するので、他のポックスウイルス由来の他の末端ヘアピンを使用することが可能であり得る。例えば、ヘアピン終端中の分割部位は、配列および機能性の両方が高度に保存されている(これらは後期プロモーターと似ている)。
これらの一本鎖オリゴヌクレオチドを95℃に加熱し、次いで、氷上で迅速に冷却して、不完全に塩基対合した末端ヘアピンを形成させる(図2C)。次に、各オリゴヌクレオチドをリン酸化し、SapIおよびSfiIの両方で先に消化した左または右ITR断片のいずれかと、20倍モル過剰で別々にライゲートさせる。これらの酵素によるITRの消化は、各ITRの5’末端に5’-TGTオーバーハングを生じ、これは、末端ヘアピンループ構造中の5’-ACAオーバーハングに対して相補的であった。これは、各ITRのヘアピン終結したコピーを生成する。
ヘアピン終結した構造が両方のITR断片に付加されたことを確認するために、ITR断片のPvuIIによる制限消化を実施する。約10kbのITRの末端への約70bpの末端ヘアピンの付加をゲル電気泳動によって可視化することは不可能なので、少量の各ライゲーションを、PvuIIで消化する。ITRに末端ヘアピンがライゲートされていない場合、PvuIIによる消化は、1472bpの産物を生じる(図3Aおよび3B、レーン2および5)。しかし、末端ヘアピンループがHPXV ITRに首尾よく付加された場合、ITR断片のサイズにおける増加がアガロースゲル上で見られる(図3B、レーン2を3および4と比較する;レーン5を6および7と比較する)。これらのデータは、これらの条件下で、HPXV ITRのほぼ全てが、断片の一方の終端において末端ヘアピンループを含むことを示唆している。
(実施例3)
化学的に合成されたdsDNA断片からのscHPXV YFP-gpt::095の再活性化
材料および方法
ウイルスおよび細胞培養
SFV株KaszaおよびBSC-40は、元々American Type Culture Collectionから得た。バッファローミドリザル腎臓(BGMK)細胞は、G.McFadden(University of Florida)から得た。BSC-40およびBGMK細胞を、L-グルタミン、非必須アミノ酸、ピルビン酸ナトリウム、抗生物質および抗真菌薬、ならびに5%ウシ胎仔血清(FCS;ThermoFisher Scientific)を補充した最小必須培地(MEM)中で、5%CO中で37℃で繁殖させる。
ショープ線維腫ウイルス感染細胞におけるscHPXV YFP-gpt::095の再活性化
バッファローミドリザル腎臓(BGMK)細胞を、およそ80%の培養密度に達するまで、MEM含有60mm組織培養皿中で増殖させる。細胞に、0.5のMOIで、37℃で1時間、無血清MEM中でショープ線維腫ウイルス(SFV)を感染させる。接種材料を、5%FCSを含む温MEM 3mlで置き換え、もう1時間インキュベーターに戻す。一方で、トランスフェクション反応を以下のように設定する。Lipofectamine複合体を、1ml Opti-MEM中およそ5μgの総合成HPXV DNA断片を、3:1の比(Lipofectamine2000の総DNAに対する比)で、1ml Opti-MEM中に希釈したLipofectamine2000と混合することによって調製する。各HPXV断片の相対的な量を決定するための計算例は、表4に示される。複合体を室温で10分間インキュベートし、次いで、先にSFVを感染させたBGMK細胞に滴下した。感染のおよそ16時間後、培地を、5%FCSを含む新鮮なMEMで置き換える。細胞を、37℃でさらに4日間(合計で5日間)培養する。感染細胞を細胞培養培地中に掻き取り、3サイクルの凍結および解凍を実施することによって、ウイルス粒子を回収した。粗製抽出物を、無血清MEM中に10-2希釈し、4mlの接種材料を、BSC-40細胞の9~16枚の150mm組織培養プレート上にプレーティングして、再活性化されたscHPXV YFP-gpt::095を回収する。感染の1時間後、接種材料を、5%FCSおよび0.9%Noble Agarを含むMEMで置き換える。黄色蛍光プラークを、倒立顕微鏡下で可視化し、個々のプラークを、さらなる分析のためにピックする。scHPXV YFP-gpt::095プラークを、黄色蛍光選択を用いて3回プラーク精製する。
Figure 2022164900000004
結果
組換えワクシニアウイルスをアセンブルするための、オルソポックスウイルスDNAのSFVにより触媒される組換えおよび再活性化は、先に記載されている(Yao XD、Evans
DH. High-frequency genetic recombination and reactivation of orthopoxviruses from DNA fragments transfected into leporipoxvirus-infected cells.
Journal of virology. 2003年;77巻(13号):7281~90頁;およびYao XD、Evans DH. Construction of recombinant vaccinia viruses using leporipoxvirus-catalyzed recombination and reactivation of orthopoxvirus DNA. Methods Mol Biol. 2004年;269巻:51~64頁)。いくつかの生物学的特色が、これを魅力的なモデル系にしている。第1に、SFVは、狭い宿主範囲を有し、ウサギ細胞およびある特定のサル細胞株、例えばBGMKに生産的に感染する。これは、BSC-40などの細胞に感染できるが、そこでの増殖は非常に悪い。第2に、SFVは、オルソポックスウイルスと比較してより緩徐に増殖し、細胞の単層中に形質転換された「病巣」を形成するのにおよそ4~5日間かかり、これは、培養物中で1~2日以内にプラークを生じるオルソポックスウイルスとは非常に異なる特徴である。レポリポックスウイルスとオルソポックスウイルスとの間の増殖におけるこの差異により、BGMK細胞において再活性化アッセイを実施し、BSC-40細胞上に子孫をプレーティングすることによって、これらのウイルスを区別することが可能になる。一部の実施形態では、他のヘルパーウイルス(例えば鶏痘ウイルスであるがこれに限定されない)が使用され得る。一部の実施形態では、異なる細胞組合せが使用され得る。
BGMK細胞に、0.5のMOIでSFVを感染させ、次いで、2時間後に5μgの消化したGA_HPXV断片(表4)をトランスフェクトする。トランスフェクションの5日後、全ての感染性粒子を細胞溶解によって回収し、HPXV(または他のオルソポックスウイルス)の増殖のみを効率的に支持するBSC-40細胞上に再プレーティングする。得られた再活性化されたscHPXV YFP-gpt::095プラークを、蛍光顕微鏡下で可視化する。可視化は、断片_3内のHPXV095/J2R遺伝子座中のyfp/gpt選択可能なマーカーによって可能になる(図2A)。ウイルスプラークが、トランスフェクションの48時間以内にBSC-40単層において検出される。scHPXV YFP-gpt::095を回収する効率は、DNAトランスフェクション効率を含むいくつかの因子に依存するが、最大で数PFU/μgのトランスフェクトされたDNAまでの範囲である。
(実施例4)
PCRおよび制限断片分析によるscHPXV YFP-gpt::095ゲノム配列の確認
材料および方法
scHPXVのPCRおよび制限消化分析
再活性化されたプラークピック中のscHPXV YFP-gpt::095の存在を迅速に確認するために、PCRプライマーを、scHPXV中の変異された個々のBsaI部位に隣接するように設計する(表5)。ゲノムscHPXV YFP-gpt::095 DNAを、scHPXV YFP-gpt::095に感染したBSC-40細胞から単離し、鋳型として使用する。VACV感染BSC-40細胞由来のゲノムDNAを、各PCR産物内のBsaI部位の存在を確認するための対照として使用する。PCR増幅後、反応を、37℃で1時間、BsaIで引き続いて消化する。PCR反応を、SYBR(登録商標)safe染色を含む1%アガロースゲル上で分離して、DNAバンドを可視化する。
制限消化とその後のパルスフィールドゲル電気泳動(PFGE)によるscHPXV YFP-gpt::095ゲノムのさらなる分析を、スクロース勾配精製を使用して単離されたゲノムDNAに対して実施する(Yao XD、Evans DH. Construction of recombinant vaccinia viruses using leporipoxvirus-catalyzed recombination and reactivation of orthopoxvirus DNA. Methods Mol Biol. 2004年;269巻:51~64頁)。簡潔に述べると、100ngの精製されたウイルスゲノムDNAを、37℃で2時間、5UのBsaIまたはHindIIIで消化する。消化されたDNAを、1% Seakem Goldアガロースゲルキャスト上で、0.5×トリス-ホウ酸-EDTA電気泳動(TBE)緩衝液[110mMトリス;90mMホウ酸;2.5mM
EDTA]中で泳動する。DNAを、1~10秒の切り替え時間勾配、直線的傾斜因数および120°角度を使用して、14℃で9.5時間、5.7V/cmでCHEF DR-III装置(BioRad)で分離する。このプログラムは、1kbp~>200kbpのDNA種の分離を可能にする。75bp~5kbpの断片を分離するために、1.5%アガロースゲルキャスト上での、1.0×TBE中で115Vで室温で2時間泳動する電気泳動を実施する。DNAを、SYBR(登録商標)gold染色で可視化する。消化されたscHPXV YFP-gpt::095 DNA断片のサイズを、対照VACVゲノムDNAと比較する。
Figure 2022164900000005
Figure 2022164900000006
結果
再活性化アッセイから増殖したプラークから単離されたウイルスのゲノム配列を、PCR、制限消化および全ゲノム配列決定によって確認する。PCR分析は、ITR HPXV断片を除いた全ての内部の変異されたBsaI部位に基づく。プライマーセットを、scHPXV YFP-gpt::095中の各BsaI部位に隣接するように設計する(表5)。これらのプライマーセットは、VACV WR内の類似の領域もまた増幅することが確認される。scHPXV YFP-gpt::095内のこれらの変異されたBsaI部位を囲むおおよそ1kbの領域のPCR増幅の後、各反応をBsaIで消化し、得られたDNA断片を、ゲル電気泳動によって分析する。VACV(野生型)中には変異されたBsaI部位が存在しないので、酵素消化は、各PCR産物を首尾よく消化し、より小さいDNA断片を生じる(図4A、VACV)。scHPXV YFP-gpt::095ゲノムDNAから生成されたPCR産物は、BsaI消化に対して抵抗性であり、これは、BsaI認識部位が、これらのゲノムにおいて首尾よく変異されたことを示唆している(図4A、scHPXV YFP-gpt::095(PP1)およびscHPXV
YFP-gpt::095(PP3))。プライマーセット7Cのプライマー産物は、scHPXV YFP-gpt::095 PP1およびPP3試料において、DNAのいずれの増幅も生じなかった。このプライマーセットが非機能的であったかどうか、または断片7のこの領域が、得られたscHPXV YFP-gpt::095ゲノムへとアセンブルしなかったかどうかを確認するために、PCRを元のGA_断片_7プラスミドDNAに対して実施したが、この反応もまた、産物の増幅において不首尾であった。
次に、ゲノムDNAを、スクロース勾配精製されたscHPXV YFP-gpt::095ゲノムから単離し、BsaIまたはHindIIIで消化し、アガロースゲル電気泳動によって分離して、scHPXV YFP-gpt::095中のBsaI部位の大部分が首尾よく変異されたことを確認する。興味深いことに、3つの異なるscHPXV
YFP-gpt::095クローン由来の未消化のゲノムDNAは、VACVと比較してゲル上で著しく緩徐に泳動し、scHPXV YFP-gpt::095のゲノム(213,305bp)がVACV-WR(194,711bp)よりも大きいことが確認される(図4B、レーン2~4をレーン5と比較する)。これらのscHPXV YFP-gpt::095クローンは、BsaI消化に対して抵抗性であり、PFGEによる分離後に、1つの大きいDNA断片(約198000bp)およびおよそ4000bpのより小さいDNA断片を生じる(図4A、レーン7~9)。これは、BsaIで消化した場合にゲル上で分離されるいくつかのDNA断片をもたらすVACV-WRゲノムとは対照的である(図4B、レーン10)。BsaIによるscHPXV YFP-gpt::095ゲノムの消化後の予想されるDNAサイズは比較的小さいので(表6)、これらの消化産物を従来のアガロースゲル電気泳動によって分離すると、scHPXV YFP-gpt::095が適切なサイズの断片を生成することが確認される(図4C、レーン2~4)。scHPXV YFP-gpt::095が、HindIII消化後に正確なサイズのDNA断片を生じることも確認され、これは、これらの認識が、大きいDNA断片の合成の間維持されることを示唆している(表6;図4B、レーン12~14;図4C、レーン6~8)。全体として、scHPXV YFP-gpt::095ゲノムのin vitro分析は、化学的に合成されたDNA断片からのHPXVの再活性化が首尾よいことを示唆している。
Figure 2022164900000007
HPXV095は、非必須VACV J2R遺伝子のHPXVホモログをコードするので、SFV感染BGMK細胞中に、断片_3および他のHPXVクローンをVACV DNAと共に共トランスフェクトすることによって、種々のハイブリッドウイルスを回収し、選択戦略を検証する(図13Aおよび13B)。最初のハイブリッドウイルス(「VACV/HPXV+断片3」)を、VACV DNAをHPXV断片_3(図1)と共にSFV感染細胞中に共トランスフェクトすることによって得る。緑色でタグ付けした挿入物は、YPF-gpt選択マーカーをコードする。クローン1~3を、この最初のハイブリッドゲノムからDNAを精製し、それをHPXV断片2、4、5および7と共にSFV感染細胞中に再度トランスフェクトすることによって得る。HPXVおよびVACVの両方を標的化するように設計されたPCRプライマー(表5)を使用して、scHPXVクローン中の変異されたBsaI部位にまたがるDNAセグメントを増幅する。PCR増幅後、産物をBsaIで消化して、HPXV(切断しない)からVACV配列(切断する)を区別する。VACV/HPXVハイブリッドは、BsaI感受性部位および抵抗性部位のミックスを示すが、再活性化されたscHPXV YFP-gpt::095クローンは、完全にBsaI抵抗性である。
(実施例5)
全ゲノム配列分析によるscHPXV YFP-gpt::095ゲノム配列の確認
材料および方法
ウイルスDNAの単離および配列決定
HPXV YFP-gpt::095クローン(プラークピック[PP]1.1、PP2.1およびPP3.1])のストックを、スクロース勾配上で調製および精製する。ウイルスDNAを、プロテイナーゼK消化とその後のフェノール-クロロホルム抽出を使用して、各精製されたウイルス調製物から抽出する。dsDNAの量を、Qubit dsDNA HSアッセイキット(ThermoFisher Scientific)を使用して決定する。各ウイルスゲノムを、University of AlbertaのMolecular Biology Facility(MBSU)で配列決定する。配列決定ライブラリーを、Nextera Tagmentationシステム(Epicentre Biotechnologies)を使用して生成する。およそ50ngの各試料を剪断し、ゲノムにわたって3,100読み取り/ntならびにF-ヘアピンおよびS-ヘアピンにおいて約190読み取り/ntの平均読み取り深度でIllumina MiSeqプラットフォームを使用するペアードエンド配列決定(2×300bp)のためにライブラリーを調製する。
配列アセンブリ、分析およびアノテーション
CLC Genomics Workbench 8.5ソフトウェアを使用して、生配列決定読み取りから低品質の配列スコアをトリミングし、HPXV参照配列[GenBank受託番号DQ792504]に最初にマッピングする。scHPXV YFP-gpt::095配列内の全てのヌクレオチド挿入、欠失および置換を、HPXV参照配列に対して検証する。Genome Annotation Transfer Utility(GATU)(Tcherepanov V、Ehlers A、Upton C. Genome Annotation Transfer Utility (GATU): rapid annotation of viral genomes using a closely related reference genome. BMC Genomics. 2006年;7巻:150頁、電
子出版2006年6月15日)を使用して、参照アノテーションをscHPXVゲノム配列に移行させる。
結果
精製されたscHPXV YFP-gpt::095ゲノムを、多重アプローチおよびIllumina MiSeqシーケンサーを使用して配列決定する。配列読み取りを、野生型HPXV(DQ792504)およびscHPXV YFP-gpt::095参照配列上にマッピングして、scHPXV YFP-gpt::095ゲノム中の具体的な改変の存在を確認する。VACV末端反復配列が左ITRの末端終端に正確にライゲートされたことを確認するために、ゲノムのこの領域中の配列決定読み取りを分析する。CのストリングをscHPXV YFP-gpt::095ゲノム参照配列の先頭に付加して、この領域中のマッピングされた全ての配列読み取りを捕捉する(図5Aおよび5B)。配列読み取りをアセンブルするために使用されるプログラムは、そうしなければ、scHPXV YFP-gpt::095ゲノム参照配列が終わるポイントにおいて配列の表示を短縮するので、これを実施する。
SapI認識部位は、scHPXV YFP-gpt::095参照ゲノム中に存在するが、全ての配列決定読み取りがこの配列を欠くことが、マッピングされた読み取りから明らかである。これにより、本明細書に記載されるアプローチが、合成ヘアピンがITRの終端にライゲートされた部位において、信頼できるHPXV配列を生じることが確認される。ITR終端にライゲートされた合成ssDNAの配列に対して同一であることが判明した、VACV WR末端ヘアピンループの完全な配列もまた首尾よく得られる。全体として、これらのデータは、VACV-WR末端ヘアピンループが、HPXV ITR配列に首尾よくライゲートされ、感染性ウイルスにおいて回復されることを示唆している。さらに、5つのウイルスの各々におけるF-読み取りおよびS-読み取りの1:1分布は、両方の終端がウイルスを産生するために必要であることを示唆した(図5B)。
次に、BsaI部位をサイレントに変異させる各ヌクレオチド置換が、scHPXV YFP-gpt::095ゲノム中に正確に取り込まれたことを検証する(図6)。配列決定読み取りを、HPXV(DQ792504)参照配列にマッピングする。領域96,050~96,500のscHPXV YFP-gpt::095中のIllumina配列決定読み取りカバー度全体が、図6Aに示される。この領域中に参照HPXVと正確にアラインしない2つの矛盾が存在することが、本明細書から明らかである(図6A、青色および黄色の垂直線)。これらの領域の拡大図から、scHPXV YFP-gpt::095ゲノム中の96,239位にTからCへの置換が存在し(図6B)、96,437位にAからGへの置換が存在する(図6C)ことが明らかである。選択されたBsaIおよびAarI認識部位を変異させるために導入されるヌクレオチド置換が全て、scHPXV YFP-gpt::095ゲノム中に創出されていることが検証された(表2)。
最後に、GA_断片_2中に独自の制限部位を創出するために設計されたHPXV044中のヌクレオチド置換もまたscHPXV YFP-gpt::095ゲノム中に取り込まれることが決定される。HPXV044(領域44,400~45,100)にマッピングされる配列決定読み取りが図7Aに示される。この領域内には、配列決定読み取りがHPXV YFP-gpt::095参照配列中の配列の配列決定読み取りと矛盾する2つの領域が存在する(図7A、黄色の垂直線)。これらの領域の拡大図から、TからGへの置換2つが、44,512位および45,061位においてHPXV044の非コード鎖中に導入され、そうして、断片_2中にAvaIおよびStuI制限部位を創出することが明らかである(図7Bおよび7C)。全体として、配列決定データは、in vitroゲノム分析データを裏付け、scHPXV YFP-gpt::095がSFV感染細胞において首尾よく再活性化されることを確認する。
(実施例6)
scHPXV YFP-gpt::095は、HeLa細胞において、他のポックスウイルスと比較して緩徐に複製する
材料および方法
BSC-40、HeLaおよびHEL線維芽細胞は、元々American Type
Culture Collectionから得た。BSC-40細胞を、L-グルタミン、非必須アミノ酸、ピルビン酸ナトリウム、抗生物質および抗真菌薬、ならびに5%ウシ胎仔血清(FCS;ThermoFisher Scientific)を補充した最小必須培地(MEM)中で、5%CO中で37℃で繁殖させる。HeLaおよびHEL細胞を、L-グルタミン、抗生物質および抗真菌薬、ならびに10%FCSを補充したダルベッコ改変イーグル培地中で、5%CO中で37℃で繁殖させる。
結果
多段階増殖曲線およびプラークサイズ測定値を使用して、scHPXV YFP-gpt::095が、他のオルソポックスウイルスと同様にin vitroで複製し広がるかどうかを評価する。天然のHPXV単離体は入手不能であるので、scHPXV YFP-gpt::095の増殖を、プロトタイプポックスウイルスであるVACV(株WR)、HPXVと密接に関連するポックスウイルスである牛痘ウイルス(CPX)、およびDryvaxウイルスのクローンであるDPP15と比較する。サル腎臓上皮細胞(BSC-40)、Vero細胞、ヒト癌腫細胞株(HeLa)および初代ヒト線維芽細胞(HEL)に、低MOIでVACV WR、CPX、DPP15またはscHPXV YFP-gpt::095を感染させ、感染細胞を、72時間の時間経過にわたって収集する。BSC-40細胞では、ウイルスの複製および広がりの速度は、試験した全てのウイルス間で同等である(図8A)。重要なことに、試験した他のポックスウイルスのいずれかだけでなく、scHPXV YFP-gpt::095も複製する。ウイルスは、HEL細胞およびVero細胞上でいくらかより低い力価まで増殖し、HeLa細胞上では最も増殖が低かった。HeLa細胞では、ウイルス産生における最大で1.5logの減少が、他のオルソポックスウイルスと比較して見られる。
次に、BSC-40細胞において増殖したscHPXV YFP-gpt::095のプラークサイズを測定する。VACV WRおよびさらには牛痘ウイルスと比較して、scHPXV YFP-gpt::095のプラークサイズにおける統計的に有意な減少(図8B)が観察される。興味深いことに、BSC-40細胞では、scHPXV YFP-gpt::095は、試験した全ての他のオルソポックスウイルスと比較した場合、最も小さいプラークを生じる(図8C)。また、異なるVACV株は、より小さい二次プラークを形成する細胞外ウイルスを生じるが、これらは、scHPXV YFP-gpt::095によっては生成されない(図8C)。全体として、これらのデータは、本明細書に記載される系を使用したscHPXV YFP-gpt::095の再活性化が、他のオルソポックスウイルスと比較した場合、in vitroでのウイルスの複製および広がりにおいて、いずれの明らかな欠陥も導入しないことを示唆している。さらに、scHPXV YFP-gpt::095のプラークサイズは牛痘ウイルス(CPXV)のものと類似しており、これは、合成ウイルスの再活性化が、他のHPXV様クローンで先に観察された小さいプラークの表現型に対して、いずれの有害な影響も有さないことを示唆している(Medaglia ML、Moussatche N、Nitsche A、Dabrowski PW、Li Y、Damon IKら、Genomic Analysis, Phenotype, and Virulence of the Historical Brazilian Smallpox Vaccine Strain IOC: Implications for the Origins and Evolutionary Relationships of Vaccinia Virus. Journal of virology. 2015年;89巻(23号):11909~25頁)。
(実施例7)
yfp/gpt選択マーカーの除去
scHPXV YFP-gpt::095の再活性化後、HPXV095遺伝子座中のyfp/gpt選択マーカーを除去する。これを行うために、HPXV(DQ792504)中のヌクレオチド位置91573~92921に対応する配列の1349bp領域を合成する(ThermoFisher Scientific)(配列番号60)。この断片は、野生型HPXV095/J2R遺伝子のいずれかの側に隣接する、およそ400bpの相同性を含んだ。DNAのこの配列を、GeneArtによって提供される市販のベクター中にクローニングする。HPXV095遺伝子配列でyfp/gptカセットを置き換えるために、BSC-40細胞に、0.5のMOIでscHPXV YFP-gpt::095を感染させ、次いで、2時間後に、Lipofectamine 2000(ThermoFisher Scientific)を使用して、野生型HPXV095配列を含む直鎖化されたプラスミド2μgをトランスフェクトする。ウイルス組換え体を、感染の48時間後に収集し、組換えウイルス(scHPXV(野生型))を、寒天下での3ラウンドの非蛍光プラーク精製を使用して単離する。HPXV095遺伝子遺伝子座に隣接するプライマーを使用するPCRを使用して、scHPXV(野生型)の同一性を確認する。HPXV095遺伝子の正確な置き換えを確認するために使用されるプライマーは、HPXV095_check-FWD 5’-CCTATTAGATACATAGATCCTCGTCG-3’(配列番号61)およびHPXV095_check-REV 5’-CGGTTTATCTAACGACACAACATC-3’(配列番号62)である。
(実施例8)
scHPXV(野生型)対scHPXV YFP-gpt::095の増殖特性
実施例6に上記したように実施した実験では、scHPXV(野生型)は、in vitroでscHPXV YFP-gpt::095と顕著には異ならない増殖特性を示す(図14A~C)。VACV WRと比較して、scHPXV(野生型)のプラークサイズにおける統計的に有意な減少が観察される(図14A)。scHPXV(野生型)は、scHPXV YFP-gpt::095と同様、細胞外ウイルスを産生せず(図14B)、BSC-40細胞、HEL細胞、HeLA細胞およびVero細胞上でのscHPXV(野生型)およびscHPXV YFP-gpt::095の増殖には、有意差は存在しない(図14C)。scHPXV(野生型)が細胞外ウイルスを産生しないという知見は、この特性がビルレンスに影響を与えることを考慮すると適切である。
(実施例9)
マウス鼻腔内モデルにおけるscHPXV(野生型)のビルレンスの決定
scHPXV(野生型)の毒性効果をこの研究で決定する。この実験のために、6群のBalb/cマウスに、実施例1~7に記載したscHPXV(ΔHPXV_095/J2R)またはscHPXV(野生型)の3つの異なる用量を投与し、PBS対照群ならびにVACV(WR)対照群およびVACV(Dryvax株DPP15)対照群と比較する(合計で9つの処置群)。研究の持続時間にわたっていずれの処置も受けない3匹のさらなるマウスを、この実験に含める。全てのマウスから、実験を通じた所定の時点において血液を試料採取し、さらなるマウスが、血清分析のためのベースラインとして機能する。
Balb/cマウスの接種の前に、全てのウイルス株を、BSC-40細胞(アフリカミドリザル腎臓)中で増殖させ、トリプシン処理によって収集し、PBS中で洗浄し、ダウンス型のホモジナイゼーションによって細胞から抽出し、36%スクロースクッションを介した遠心分離によって精製し、PBS中に再懸濁し、最終濃度が以下になるように力価決定する:1)VACV(WR)-5×10PFU/ml;2)VACV(DPP15)-10PFU/ml;3)scHPXV(ΔHPXV_095/J2R)-10PFU/ml、10PFU/mlおよび10PFU/ml、ならびに4)scHPXV(野生型)-10PFU/ml、10PFU/mlおよび10PFU/ml。
この研究のために選択されたscHPXV用量(10PFU/用量、10PFU/用量および10PFU/用量)は、DryvaxおよびIOCを含む、VACVの公知のワクチン株を使用した以前の研究に基づく(Medaglia ML、Moussatche N、Nitsche A、Dabrowski PW、Li Y、Damon IKら、Genomic Analysis, Phenotype, and Virulence of the Historical Brazilian Smallpox Vaccine Strain IOC: Implications for the Origins and Evolutionary Relationships of Vaccinia Virus.
Journal of virology. 2015年;89巻(23号):11909~25頁;Qin
L、Favis N、Famulski J、Evans DH. Evolution of and evolutionary relationships between extant vaccinia virus strains. Journal of virology. 2
015年;89巻(3号):1809~24頁)。
体重減少は、マウスにおけるビルレンスの測定値として使用されるので、VACV(株WR)を、およそ20~30%の体重減少をもたらす5×10PFUの用量で鼻腔内投与する。VACV DryvaxクローンDPP15もまた、この周知の天然痘ワクチンのビルレンスをscHPXV(野生型)と直接比較できるように、10PFU/用量で鼻腔内投与する。マウスはCharles River Laboratoriesから購入し、受取り後、ウイルス投与の前に少なくとも1週間にわたって環境に順化させる。
各マウスは、麻酔下での鼻腔内注射を介して投与される単一用量のウイルス(約10ul)を受ける。マウスを、感染の徴候、例えば、腫脹、分泌(discharge)または他の異
常について、30日間の期間にわたって毎日モニタリングする。各マウスを、ウイルス投与後毎日、体重減少について具体的にモニタリングする。他の罹患率因子に加えて、体重の25%よりも多くを失うマウスは、University of Albertaにおいて動物ヘルスケア施設プロトコールに従って安楽死に供する。
試験した最も高い用量のscHPXVでさえ、Balb/cマウスにおける病気の明白な徴候が存在しない場合がある。scHPXVと最も密接に関連するVACV株である旧南アメリカウイルス(old South American virus)は、一部の場合には、10PF
Uで疾患を生じなかった(Medaglia ML、Moussatche N、Nitsche A、Dabrowski PW、Li Y、Damon IKら、Genomic Analysis, Phenotype, and Virulence of the Historical Brazilian Smallpox Vaccine Strain IOC: Implications for the Origins and Evolutionary Relationships of Vaccinia Virus. Journal of virology. 2015年;89巻(23号):11909~25頁)。10PFU/mLを超える力価を有する精製されたストックを作製することは困難であるので、これよりもかなり高い用量を試験することは実用的ではない。
(実施例10)
scHPXVが致死VACV-WR抗原投与に対する免疫保護を付与するかどうかを決定する
実施例9に記載される初回ウイルス投与によって影響されなかったように見えるマウスは、実験を通じて正常に体重が増加し続けた。ウイルス接種の30日後、マウスを、鼻腔内接種を介して致死用量のVACV-WR(10PFU/用量)で引き続いて抗原投与する。マウスを、上記のように、感染の徴候について入念にモニタリングする。マウスを毎日体重測定し、他の罹患率因子に加えて、体重の25%よりも多くを失うマウスは安楽死に供する。本発明者らは、致死用量のVACV-WRの投与の前にPBSを接種したマウスは、接種後7~10日以内に、顕著な体重減少および他の罹患率因子の徴候を示すと予想している。VACV-WRによる致死抗原投与のおよそ14日後、全てのマウスを安楽死させ、血液を収集して、標準的なプラーク減少アッセイによって血清中のVACVに特異的な中和抗体の存在を確認する。
(実施例11)
SFVにより触媒される組換えおよび再活性化反応を使用した、合成キメラVACV(株ACAM2000)(scACAM2000)の構築
VACV(ACAM2000)ゲノムの重複する断片の設計
VACVゲノムの公開された配列(株ACAM2000;Genbank受託番号AY313847)を使用して、ゲノムを、15,979bp~28,795bp長のサイズ範囲の9個の重複する断片(図9)へと分割する(表7)。これらの断片を、相同組換えが全長ゲノムのアセンブリを駆動できる部位を提供するために、各隣接断片と少なくとも1.0kbpの重複する配列相同性を共有するように設計する(表7)。これらの重複は、共トランスフェクトされた断片間での正確かつ効率的な組換えを支持するのに十分でなければならない。
これらの大きい断片を首尾よく合成およびサブクローニングするために、VACV_ACAM2000断片1~7中の各BsaIおよびAarI部位をサイレントに変異させる。scHPXVの創出と同様、効率的なDNA複製およびコンカテマー分割にとって重要であったDNA配列特色が存在する場合、2つのITRコード断片中のBsaI制限部位は変異させない。
初回再活性化のために、VACV(ACAM2000)中のチミジンキナーゼをyfp/gptカセットで置き換えて、新たに再活性化されたVACV粒子の回収を助ける。
Figure 2022164900000008
VACV ITRの左および右終端へのS形態およびF形態の末端ループ(VACV株ACAM2000由来)のライゲーション
SFV感染細胞中にトランスフェクトされるVACV ITR断片を調製するために、末端ヘアピンループを、VACVヘアピンをHPXVテロメアに結合させるのに使用した、記載された同じ方法を使用して、左および右ITR断片にライゲートさせる。簡潔に述べると、DNA合成を介して、3ヌクレオチドから構成される5’オーバーハングが、各ヘアピンの終端に残される(5’-ACA;実施例1および2に記載されるとおり)。一方、左および右VACV ITR断片をコードするプラスミドクローンを、VACVゲノムの開始をコードする最初のヌクレオチドにすぐ隣接する位置にあるSapI認識部位をコードするように設計する。ITRクローンをSapIで消化することで、末端ヘアピンループ構造中の5’-ACAオーバーハングに対して相補的な3塩基オーバーハング(5’-TGT)を創出する。左または右ITR断片を、約20倍モル過剰の末端ループと混合し、ライゲートさせる。これは、各ITRのヘアピン終結したコピーを生成する。
scACAM2000のレポリポックスウイルスにより触媒される組換えおよび再活性化
VACVゲノムDNA断片の消化およびDNA浄化後、これらをSFV感染BGMK細胞中にトランスフェクトする。先に記載したように、SFVヘルパーウイルスは、隣接する相同な配列を共有する断片間での組換えを触媒して、パッケージングされ細胞から放出され得る全長VACVゲノムの創出を生じる。ハイブリッドウイルスがこのアッセイで産生される可能性は低い。4日後、BGMK細胞を収集し、再活性化されたVACVウイルス粒子を、凍結-解凍によって放出させ、その後感受性BSC-40細胞上にプレーティングする。再活性化されたVACV(ACAM2000)プラークは、BSC-40細胞上でプラークを形成する唯一のウイルスである。プラークをピックしてクローン性ウイルスストックを産生し、その後、nextGen Illumina配列決定によって配列決定されるゲノムDNAを単離して、回収されたウイルスの完全性を確認し、scACAM2000が首尾よく再活性化されたかどうかを同定する。
(実施例12)
小動物モデルにおけるscHPXVの安全性および免疫原性
材料および方法
scHPXV感染のマウス鼻腔内モデル。6~8週齢のBALB/cマウスをCharles River Laboratoriesから購入する。5匹のマウスの群に、10μlのPBS中5×10PFUのVACV(株WR)、1×10のVACV(Dryvax DPP15)、または1×10PFU、1×10PFUもしくは1×10PFUのscHPXV YFP-gpt::095(実施例1~6に記載される)もしくはscHPXV(野生型)(実施例7および8に記載される)を、鼻腔内感染させる(またはモック感染させる)。マウスを、28日間にわたって毎日体重測定し、以下の臨床的徴候をスコアする:被毛の乱れ、呼吸困難、低減された運動性およびポックス病変。初期体重の25%を失うマウスは安楽死させる。これらのワクチン接種マウスを、1×10PFUのVACV(株WR)で引き続いて鼻腔内抗原投与し、上記のように13日間にわたって毎日、体重測定し、疾患の臨床的徴候についてモニタリングする。初期体重の25%を失うマウスは、現地の動物実験委員会によって承認されたプロトコールに従って安楽死させる。
結果
scHPXV株は、ポックスウイルス感染の鼻腔内マウスモデルにおいて体重減少を引き起こさない
scHPXV YFP-gpt::095またはscHPXV(野生型)の毒性効果を、ポックスウイルス感染の鼻腔内マウスモデルにおいて試験する。マウスに、示された用量のscHPXV(野生型)を鼻腔内接種し、その体重を28日間の期間にわたってモニタリングする。28日間の期間にわたって、scHPXV YFP-gpt::095またはscHPXV(野生型)の用量のいずれを接種したマウスにおいても体重減少は見られない(図10)。これは、それぞれ初期体重の平均で15%および10%を失う、Dryvax DPP15(10PFU)またはVACV WR(5×10PFU)のいずれかを接種した動物とは対照的である。これらのデータは、試験したscHPXV(野生型)およびscHPXV YFP-gpt::095の最も高い用量(10PFU)であっても、有害効果が観察されないことを示唆している。しかし、公知の天然痘ワクチン株DPP15を用いると、一過的な体重減少が、接種の約7日後までにマウスにおいて検出されるが、これらのマウスは、接種の約10日後までに初期体重に戻る。
scHPXV YFP-gpt::095(10および10PFU)およびscHPXV(野生型)(10、10、10PFU)は、BALB/cマウスにおいて致死VACV WR抗原投与に対する免疫保護を付与する
scHPXV YFP-gpt::095、scHPXV(野生型)、DPP15およびVACV WRの示された株によるBALB/cマウスの28日間の免疫化(図10)後、マウスを、致死鼻腔内用量のVACV WR(10PFU)で引き続いて抗原投与して、マウスにおけるscHPXV(野生型)またはscHPXV YFP-gpt::095の保護有効性を評価する。PBSで最初に処置したマウスは全て、感染で死亡するが、10PFUのDryvax(DPP15)または5×10PFUのVACV WRに最初に曝露させた動物は、体重減少を示さず(図11A)、病気の徴候を示さない(図11B)。2つのより低い用量のscHPXV YFP-gpt::095でワクチン接種した動物は、体重減少(図11A)および臨床スコアに基づく重症の病気の徴候(図11B)を示し、最も低いscHPXV YFP-gpt::095用量の2匹の動物も感染で死亡することが観察される(図12)。scHPXV YFP-gpt::095のこれらの低用量群中の残りの動物は、感染から回復することが最終的に観察されるが、その体重は、群の残りにおける平均体重よりも低いままである。10~10PFUのscHPXV(野生型)に先に曝露させた動物は、ポックスウイルス抗原投与後の最初の数日間に軽微な一過的な体重減少のみを示し(図11A)、病気の臨床的徴候は示さない(図11B)。これらのデータは、scHPXVがマウスに感染でき、致死VACV抗原投与に対してマウスを免疫化でき、初回免疫化ステップの間に疾患を引き起こすことなくそれを行うことができることを示す。

Claims (1)

  1. 明細書に記載の発明。
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