JP2023543101A - リフトバレー熱ウイルスの弱毒化変異体、それを含む組成物、およびその使用 - Google Patents
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Abstract
本発明は、リフトバレー熱ウイルス(RVFV)RNAのL、M、およびSセグメントによってコードされるアミノ酸配列における突然変異体を有するRVFVの弱毒化変異体、上記変異体を有する医薬組成物または動物用の組成物、リフトバレー熱の予防において使用するための弱毒化RVFV変異体、および弱毒化RVFV変異体を含むリフトバレー熱に対するワクチンに関する。Lタンパク質において突然変異体Gly924SerおよびAlal303Thr、およびNSsタンパク質においてPro82Leu置換を有する弱毒化RVFV変異体もまた含まれる。【選択図】なし
Description
本発明は、弱毒化されたリフトバレー熱(RVF)、リフトバレー熱ウイルス(RVFV)により生じる疾患に対する生ワクチンに関する。より具体的には、本発明は、ファビピラビルを用いた変異誘発処置によって得られるRVFVの弱毒化変異体に関する。
リフトバレー熱ウイルス(RVFV)は、フレボウイルス属のフェニュイウイルス科に属する蚊媒介ブニヤウイルスである。RVFVは、反芻動物にリフトバレー熱(RVF)を生じさせ、動物間で突発的に流行した後、主に蚊に刺されることによってヒトに伝染する。
リフトバレー熱は、現在、アフリカ大陸、アラビア半島南部、およびインド洋諸島で見られる。加えて、RVFは、特に、気候変動およびグローバル化に関連して、他の地理的領域に拡大する可能性がある。現在、市場において、リフトバレー熱に対する治療法もワクチンも存在しない。
RVFVはRNAウイルスである。RVFVビリオンの構造は、ウイルスRNAに連結したウイルス核タンパク質(N)およびRNA依存性ポリメラーゼ(RdRp)で構成される内部ヌクレオカプシドを保護する正二十面体格子に配置される2つの膜糖タンパク質(GnおよびGc)を有する脂質膜からなる。
RVFV遺伝子は、負極性(LおよびM)または両極性(S)を有する、異なる大きさ(大型(large:L)、中型(medium:M)、小型(small:S))の単鎖RNAの3つのセグメントから作られる。Lセグメントは、RNA依存性RNAポリメラーゼ(RdRp)をコードする。Mセグメントは、78kDaおよび13-14kDaの2つの非構造タンパク質(NSm)、ならびにGnおよびGc膜糖タンパク質をコードする。Sセグメントは、27kDa非構造タンパク質(NSs)をコードし、Nタンパク質と同様に、ウイルスの主要な病原性因子であると考えられている。
生弱毒化ワクチンは、単回投与の後、動物とヒトの両方に、長期持続型で防御力の高い免疫を誘発する。これらは、生命体または生存可能な形態に感染を生じさせるが、感染、繁殖、または全体として毒性の能力が大きく低減された(弱毒化された)微生物を含むことから、生ワクチンと呼ばれる。これにより、生弱毒化ワクチンは、影響を受けた国における成果の高い予防接種プログラムの整備、または疾患の伝来または拡大のリスクがより高い国における予防管理措置を講じるための優れた基礎となる。
変異誘発処置は、ウイルス弱毒化方法として頻繁に用いられてきた。その一例は、5-フルオロウラシルを用いた変異誘発処置によって得られる、MP-12生弱毒化FVRワクチン(Ikegamiら、2015)である。現在、MP-12ワクチンは、ヒト用ワクチンの候補として、第II相臨床試験段階にある。
リバビリン(1-β-D-リボフラノシル-1-H-1、2、4-トリアゾール-3-カルボキシアミド)、ファビピラビル(6-フルオロ-3-ヒドロキシ-2-ピラジンカルボキサミド)、およびBCX4430[(2S、3S、4R、5R)-2-(4-アミノ-5H-ピロロ[3、2-d]ピリミジン-7-イル)-5-(ヒドロキシメチル)ピロリシン3、4-ジオール](ガリデシビル)など、RVFVに対する抗ウイルス活性を有するヌクレオチド類似体が記載されている。ファビピラビルは、ピリミジン類似体として作用し、様々なRNAウイルスに対し強力な抗ウイルス活性を有するピラジン誘導体(6-フルオロ-3-ヒドロキシ-2-ピラジンカルボキサミド)である。
ファビピラビルは、C型肺炎ウイルス、手足口病ウイルス、西ナイル熱ウイルス、ノロウイルス、インフルエンザウイルス、およびRVFVを含むいくつかのRNAウイルスに対する変異原活性を有する。先行技術には、RVFVに対するファビピラビルの作用機序は、ウイルス遺伝子における突然変異の蓄積が生存可能な子孫ウイルスの減少につながることに起因すると記載されている(Borregoら、2019)。
生弱毒化RVFワクチンの開発は、積極的に研究されている分野であり、動物および/またはヒト用の、安全かつ効果的なRVF制御戦略を立てるのに役立つことができる、新たな生弱毒化RVFワクチンを開発する必要がある。
本発明の目的では、アミノ酸は完全な名称で記述されるか、または、世界知的所有権機関(WIPO)の特許出願におけるヌクレオチドおよびアミノ酸配列の一覧表示に関するST.25標準でも用いられる、IUPAC命名法の3文字の記号を用いて表される。したがって、例えば、アミノ酸アラニンは、記号「Ala」で表され、アミノ酸アスパラギン酸は、「Asp」で表される。
本発明の目的では、RNA分子のヌクレオチド配列は、DNA分子の対応するヌクレオチド配列によって記載される。当該技術分野では、チミンヌクレオチドをウラシルヌクレオチドで置き換えることによって行われる、対応するDNA配列からRNA配列を判定する方法が知られている。
本発明の目的では、「感染多重度(multiplicity of infection:MOI)」は、媒介物(例えば、ウイルス)と感染標的(例えば、細胞)との比をいう。例として、ウイルス粒子が接種された細胞群に言及する場合、感染多重度すなわちMOIは、存在するウイルス粒子の数と標的細胞の数との比である。
本発明の目的では、用語「ELISA」は、酵素結合免疫吸着測定法を指し、この測定法は、基質上で酵素作用によって生じる色の変化またはいくつかの他の変化によって基質から検出可能な生成物を生成することができる酵素(ペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼなど)に結合した抗体により、固定された抗原が検出される免疫測定技法である。この技法では、抗原を認識した後、酵素に結合した二次抗体によって認識される一次抗体が存在する場合がある。抗原は、分光測色法によって測定される色の変化によって、試料中で間接的に検出することができる。
本発明の目的では、免疫学の観点で、「抗原投与(challenge)」は、感染媒介物、例えば、ウイルスへの曝露に対する動物の反応を試験するために、感染媒介物に動物を故意に曝露させることをいう。抗原投与に用いられる量は、「抗原投与量」と呼ばれる。
本発明の目的では、RACE(Rapid amplification of cDNA ends)は、相補的DNA(cDNA)末端の迅速な増幅を行う技法をいう。RACEは、分子生物学において、RNA分子の全長配列を得るために用いられる技法であり、RACEでは、関心対象のRNA配列のcDNA複製が逆転写によって産生され、続いてcDNA複製のポリメラーゼ連鎖反応(PCR)増幅が行われる。
本発明の目的では、「ANOVA」または「分散分析(analysis of variance)」は、統計試料内の平均値間の差を分析するのに用いられる一組の統計モデルである。ANOVAは、特定の変数に観察される分散が、異なる変動源に起因するコンポーネントに分けられる、全分散の法則に基づく。ANOVAは、2つ以上の母平均が同じであるかどうかを判定するための統計検定を提供する。
本発明は、リフトバレー熱ウイルス(RVFV)の弱毒化変異体を提供し、
当該変異体のRNAのLセグメントによってコードされたRdRpタンパク質では、
924位のアミノ酸はセリン(L[Gly924Ser])であり、
1303位のアミノ酸はトレオニン(L[Ala1303Thr])であり、
RVFウイルスの野生株56/74の配列番号47の配列、またはRVFウイルスの野生型株ZH548の配列番号54の配列は、上記タンパク質のアミノ酸のナンバリングのための参照配列であり、
上記変異体のRNAのSセグメントによってコードされたNSタンパク質では、
82位のアミノ酸はロイシン(NSs[Pro82Leu])であり、
RVFウイルスの野生株56/74の配列番号49の配列、またはRVFウイルスの野生型ZH548株の配列番号56の配列は、上記タンパク質のアミノ酸のナンバリングのための参照配列である。
当該変異体のRNAのLセグメントによってコードされたRdRpタンパク質では、
924位のアミノ酸はセリン(L[Gly924Ser])であり、
1303位のアミノ酸はトレオニン(L[Ala1303Thr])であり、
RVFウイルスの野生株56/74の配列番号47の配列、またはRVFウイルスの野生型株ZH548の配列番号54の配列は、上記タンパク質のアミノ酸のナンバリングのための参照配列であり、
上記変異体のRNAのSセグメントによってコードされたNSタンパク質では、
82位のアミノ酸はロイシン(NSs[Pro82Leu])であり、
RVFウイルスの野生株56/74の配列番号49の配列、またはRVFウイルスの野生型ZH548株の配列番号56の配列は、上記タンパク質のアミノ酸のナンバリングのための参照配列である。
さらに、本発明のRVFVの変異体の一実施形態において、
当該変異体のRNAのLセグメントによってコードされたRdRpタンパク質では、
100位のアミノ酸はトレオニン(L[Met100Thr])であり、
375位のアミノ酸はチロシン(L[His375Tyr])であり、
1050位のアミノ酸はバリン(L[Ile1050Val])であり、
1629位のアミノ酸はフェニルアラニン(L[Leu1629Phe])であり、
2071位のアミノ酸はリシン(L[Glu2071Lys])であり、
RVFウイルスの野生株56/74の配列番号47の配列、またはRVFウイルスの野生型ZH548株の配列番号54の配列は、上記タンパク質のアミノ酸のナンバリングのための参照配列であり、
上記変異体のRNAのMセグメントによってコードされたアミノ酸配列では、
26位のアミノ酸はリシン(M[Arg26Lys])であり、
108位のアミノ酸はチロシン(M[His108Tyr])であり、
118位のアミノ酸はリシン(M[Glu118Lys])であり、
210位のアミノ酸はリシン(M[Arg210Lys])であり、
333位のアミノ酸はアスパラギン(M[Asp333Asn])であり、
427位のアミノ酸はトレオニン(M[Ala427Thr])であり、
432位のアミノ酸はバリン(M[Ala432Val])であり、
487位のアミノ酸はグリシン(M[Glu487Gly])であり、
540位のアミノ酸はチロシン(M[His540Tyr])であり、
582位のアミノ酸はトレオニン(M[Ala582Thr])であり、
587位のアミノ酸はイソロイシン(M[Val587Ile])であり、
950位のアミノ酸はバリン(M[Ala950Val])であり、
1090位のアミノ酸はイソロイシン(M[Val1090Ile])であり、
1116位のアミノ酸はバリン(M[Ala1116Val])であり、
1182位のアミノ酸はリシン(M[Arg1182Lys])であり、
RVFウイルスの野生株56/74の配列番号48の配列、またはRVFウイルスの野生株ZH548の配列番号55の配列は、上記変異体のRNAのMセグメントによってコードされたアミノ酸配列のアミノ酸ナンバリングのための参照配列であり、
上記変異体のRNAのSセグメントによってコードされたNSタンパク質では、
52位のアミノ酸はイソロイシン(NSs[Val52Ile])であり、
RVFウイルスの野生株56/74の配列番号49の配列、またはRVFウイルスの野生型ZH548株の配列番号56の配列は、上記タンパク質のアミノ酸のナンバリングのための参照配列である。
当該変異体のRNAのLセグメントによってコードされたRdRpタンパク質では、
100位のアミノ酸はトレオニン(L[Met100Thr])であり、
375位のアミノ酸はチロシン(L[His375Tyr])であり、
1050位のアミノ酸はバリン(L[Ile1050Val])であり、
1629位のアミノ酸はフェニルアラニン(L[Leu1629Phe])であり、
2071位のアミノ酸はリシン(L[Glu2071Lys])であり、
RVFウイルスの野生株56/74の配列番号47の配列、またはRVFウイルスの野生型ZH548株の配列番号54の配列は、上記タンパク質のアミノ酸のナンバリングのための参照配列であり、
上記変異体のRNAのMセグメントによってコードされたアミノ酸配列では、
26位のアミノ酸はリシン(M[Arg26Lys])であり、
108位のアミノ酸はチロシン(M[His108Tyr])であり、
118位のアミノ酸はリシン(M[Glu118Lys])であり、
210位のアミノ酸はリシン(M[Arg210Lys])であり、
333位のアミノ酸はアスパラギン(M[Asp333Asn])であり、
427位のアミノ酸はトレオニン(M[Ala427Thr])であり、
432位のアミノ酸はバリン(M[Ala432Val])であり、
487位のアミノ酸はグリシン(M[Glu487Gly])であり、
540位のアミノ酸はチロシン(M[His540Tyr])であり、
582位のアミノ酸はトレオニン(M[Ala582Thr])であり、
587位のアミノ酸はイソロイシン(M[Val587Ile])であり、
950位のアミノ酸はバリン(M[Ala950Val])であり、
1090位のアミノ酸はイソロイシン(M[Val1090Ile])であり、
1116位のアミノ酸はバリン(M[Ala1116Val])であり、
1182位のアミノ酸はリシン(M[Arg1182Lys])であり、
RVFウイルスの野生株56/74の配列番号48の配列、またはRVFウイルスの野生株ZH548の配列番号55の配列は、上記変異体のRNAのMセグメントによってコードされたアミノ酸配列のアミノ酸ナンバリングのための参照配列であり、
上記変異体のRNAのSセグメントによってコードされたNSタンパク質では、
52位のアミノ酸はイソロイシン(NSs[Val52Ile])であり、
RVFウイルスの野生株56/74の配列番号49の配列、またはRVFウイルスの野生型ZH548株の配列番号56の配列は、上記タンパク質のアミノ酸のナンバリングのための参照配列である。
弱毒化変異体リフトバレー熱ウイルス(RVFV)の一実施形態において、
当該変異体のRNAのLセグメントによってコードされたアミノ酸配列では、
100位のアミノ酸はトレオニンであり、
375位のアミノ酸はチロシンであり、
924位のアミノ酸はセリンであり、
1050位のアミノ酸はバリンであり、
1303位のアミノ酸はトレオニンであり、
1629位のアミノ酸はフェニルアラニンであり、
2071位のアミノ酸はリシンであり、
上記変異体のRNAのMセグメントによってコードされたアミノ酸配列では、
26位のアミノ酸はリシンであり、
108位のアミノ酸はチロシンであり、
118位のアミノ酸はリシンであり、
210位のアミノ酸はリシンであり、
333位のアミノ酸はアスパラギンであり、
427位のアミノ酸はトレオニンであり、
432位のアミノ酸はバリンであり、
487位のアミノ酸はグリシンであり、
540位のアミノ酸はチロシンであり、
582位のアミノ酸はトレオニンであり、
587位のアミノ酸はイソロイシンであり、
950位のアミノ酸はバリンであり、
1090位のアミノ酸はイソロイシンであり、
1116位のアミノ酸はバリンであり、
1182位のアミノ酸はリシンであり、
上記変異体のRNAのSセグメントによってコードされたアミノ酸配列では、
52位のアミノ酸はイソロイシンであり、
82位のアミノ酸はロイシンであり、
上記アミノ酸は、RVFウイルスの野生株56/74の配列のアミノ酸置換に対応する。
当該変異体のRNAのLセグメントによってコードされたアミノ酸配列では、
100位のアミノ酸はトレオニンであり、
375位のアミノ酸はチロシンであり、
924位のアミノ酸はセリンであり、
1050位のアミノ酸はバリンであり、
1303位のアミノ酸はトレオニンであり、
1629位のアミノ酸はフェニルアラニンであり、
2071位のアミノ酸はリシンであり、
上記変異体のRNAのMセグメントによってコードされたアミノ酸配列では、
26位のアミノ酸はリシンであり、
108位のアミノ酸はチロシンであり、
118位のアミノ酸はリシンであり、
210位のアミノ酸はリシンであり、
333位のアミノ酸はアスパラギンであり、
427位のアミノ酸はトレオニンであり、
432位のアミノ酸はバリンであり、
487位のアミノ酸はグリシンであり、
540位のアミノ酸はチロシンであり、
582位のアミノ酸はトレオニンであり、
587位のアミノ酸はイソロイシンであり、
950位のアミノ酸はバリンであり、
1090位のアミノ酸はイソロイシンであり、
1116位のアミノ酸はバリンであり、
1182位のアミノ酸はリシンであり、
上記変異体のRNAのSセグメントによってコードされたアミノ酸配列では、
52位のアミノ酸はイソロイシンであり、
82位のアミノ酸はロイシンであり、
上記アミノ酸は、RVFウイルスの野生株56/74の配列のアミノ酸置換に対応する。
本発明のRVFV変異体の一実施形態では、上記変異体のRNAのLセグメントによってコードされたアミノ酸配列は配列番号4であり、上記変異体のRNAのMセグメントによってコードされたアミノ酸配列は配列番号5であり、NSsタンパク質は配列番号6の配列からなり、Nタンパク質は配列番号7の配列からなる。
本開示において、RVFウイルスの野生株56/74のRNAのLセグメントによってコードされたアミノ酸配列は配列番号47であり、RVFウイルスの野生株56/74のRNAのMセグメントによってコードされたアミノ酸配列は配列番号48であり、RVFウイルスの野生型56/74株のNSタンパク質は、配列番号49の配列からなり、RVFウイルスの野生型株56/74のNタンパク質は、配列番号50の配列からなる。
本開示において、RVFウイルスの野生株ZH548のRNAのLセグメントによってコードされたアミノ酸配列は配列番号54であり、RVFウイルスのZH548野生株のRNAのMセグメントによってコードされたアミノ酸配列は配列番号55であり、RVFウイルスの野生型ZH548株のNSsタンパク質は、配列番号56の配列からなり、RVFウイルスの野生型ZH548株のNタンパク質は、配列番号57の配列からなる。
上記変異体をコードするRNAを含む、本発明のRVFV変異体の一実施形態において、上記RNAのLセグメントは配列番号1の配列からなり、上記RNAのMセグメントは配列番号2の配列からなり、上記RNAのSセグメントは配列番号3の配列からなる。
本開示において、RVFウイルスの野生株56/74は、上記野生株をコードするRNAを含み、上記RNAのLセグメントは配列番号44の配列からなり、上記RNAのMセグメントは配列番号45の配列からなり、上記RNAのSセグメントは配列番号46の配列からなる。
本開示において、RVFウイルスの野生型株ZH548は、上記野生型株をコードするRNAを含み、上記RNAのLセグメントは配列番号51の配列からなり、上記RNAのMセグメントは配列番号52の配列からなり、上記RNAのSセグメントは配列番号53の配列からなる。
本発明は、さらに、少なくとも1つの薬学的に許容される、または動物用の賦形剤と共に、本発明のRVFV変異体を含む医薬組成物または動物用組成物を提供する。
本発明は、さらに、薬剤として使用するための本発明のRVFV変異体を提供する。
一実施形態において、本発明は、薬剤の製造ための本発明のRVFV変異体の使用を提供する。
別の実施形態において、本発明は、本発明のRVFVの弱毒化変異体の有効量の動物への投与を含む、リフトバレー熱の予防のための治療方法を提供する。好ましくは、上記動物はヒトまたは反芻動物である。
本発明の目的のために、「有効量」は、有資格観察者によって認識され、動物の状態における客観的に確認可能な改善を提供し、上記動物が上記量のRVFV変異体を含む医薬組成物を用いて治療される、本発明のRVFV変異体の量を指す。
加えて、本発明は、リフトバレー熱の予防において使用するための本発明のRVFV変異体を提供する。
一実施形態において、本発明は、リフトバレー熱の予防のための薬剤の製造のための本発明のRVFV変異体の使用を提供する。好ましくは、上記薬剤はワクチンである。
一実施形態において、本発明のRVFV変異体は動物用である。
本発明の使用のためのRVFVの変異体の好ましい実施形態において、上記動物は反芻動物である。好ましくは、上記反芻動物は、牛、ヒツジ、ヤギ、ラクダおよび水牛から選択される。
本発明のRVFV変異体は、反芻家畜および野生の反芻動物用である。野生の反芻動物において使用するにあたって、本発明のRVFV変異体は、指定保護区、動物園等の野生動物におけるRVFの予防に役立つ。実際に、アフリカ水牛は、ウイルスの媒介体である可能性があると疑われる。
したがって、本発明の使用のためのRVFVの変異体の一実施形態において、そのような反芻動物は反芻家畜または野生の反芻動物である。
好ましい実施形態において、上記反芻家畜は、牛、ヒツジ、ヤギおよびラクダから選択される。
別の好ましい実施形態において、上記野生の反芻動物は水牛である。
別の好ましい実施形態において、本発明のRVFV変異体はヒト用である。
本発明は、さらに、本発明のRVFV変異体を含むリフトバレー熱ワクチンを提供する。
好ましい実施形態において、本発明のワクチンは、少なくとも1つの薬学的に許容される、または動物用の賦形剤を含む。
本発明の目的のために、これらに限定されないが、バッファー、共溶媒、界面活性剤、油、保水剤、皮膚軟化剤、防腐剤、安定化剤、酸化防止剤、染料、空気および/または湿気プロテクター、ならび結合剤などの不活性成分は、薬学的に許容される、または動物用の賦形剤である。バッファーの一例は、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)である。
一実施形態において、上記医薬組成物または動物用組成物はダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)を含む。
本発明の医薬組成物、動物用組成物、またはワクチンは、薬学的または獣医学的な慣例における従来技術にしたがって、薬学的に許容される、または動物用の賦形剤と同様に、任意の他の種類の薬学的に許容される、または動物用の担体または希釈剤を用いて製剤化することができる。
本発明の医薬組成物、動物用組成物、またはワクチンは、単回または複数回用量において投与することができる。
本発明の医薬組成物、動物用組成物、またはワクチンは、任意の投与経路によって投与されることができ、上記組成物は選ばれた投与経路に適した剤型において製剤化される。投与経路の例は、これらに限定されないが、皮下投与、静脈内投与、および筋肉内投与を含む。
本明細書は、さらに、配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号14、配列番号15、配列番号16、配列番号17、配列番号18、配列番号19、配列番号20、配列番号21、配列番号22、配列番号24、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号29、配列番号32、配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号38、配列番号39、配列番号40、配列番号41、配列番号42、および配列番号43から選択される配列のうちのいずれかに少なくとも80%同一である核酸を含むRVFウイルスRNAの遺伝子領域の増幅のためのプライマーを提供する。
好ましい開示において、上記配列同一性は、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、および100%から選択される。
より好ましい開示において、本発明の上記プライマーは、配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号14、配列番号15、配列番号16、配列番号17、配列番号18、配列番号19、配列番号20、配列番号21、配列番号22、配列番号24、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号29、配列番号32、配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号38、配列番号39、配列番号40、配列番号41、配列番号42、および配列番号43から選択される配列からなる核酸からなる。
本発明のそのようなプライマーの一開示において、上記RNAは、本発明のRVFV変異体、またはRVFVの野生株56/74由来である。
材料および方法
細胞、ウイルスおよび感染
ベロ細胞(ATCC番号カタログCCL-81)を、37℃で、5%の二酸化炭素の多湿大気下において、5%から10%のウシ胎児血清(FCS)およびL-グルタミン(2mM)、ペニシリン(100U/ml)およびストレプトマイシン(100g/ml)を添加したダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)において育成した。ヒトスジシマカC6/36(ATCC番号カタログCRL1660)を、28℃で、5%の二酸化炭素の多湿大気下において、10%のウシ胎児血清(FCS)、L-グルタミン(2mM)、ゲンタマイシン(50μg/ml)およびビタミンMEM溶液(シグマ)を添加したイーグル最小必須培地(EMEM)において育成した。
細胞、ウイルスおよび感染
ベロ細胞(ATCC番号カタログCCL-81)を、37℃で、5%の二酸化炭素の多湿大気下において、5%から10%のウシ胎児血清(FCS)およびL-グルタミン(2mM)、ペニシリン(100U/ml)およびストレプトマイシン(100g/ml)を添加したダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)において育成した。ヒトスジシマカC6/36(ATCC番号カタログCRL1660)を、28℃で、5%の二酸化炭素の多湿大気下において、10%のウシ胎児血清(FCS)、L-グルタミン(2mM)、ゲンタマイシン(50μg/ml)およびビタミンMEM溶液(シグマ)を添加したイーグル最小必須培地(EMEM)において育成した。
VRVR56/74ウイルス(親ウイルス)(Borregoら、2019)(Busquetら、2010)の野生株56/74単離株に実験的に感染したヒツジに由来する出発親ウイルス。上記ウイルスを、感染したヒツジの血漿から再単離し、C6/36蚊細胞株(ATCC CRL-1660)において培養した。プレート形成単位(pfu)を定量するための測定は、1%のカルボキシメチルセルロース(CMC、シグマ)を含む半固体培地において行われた。pfu単位は、単位体積ごとに、プレートを形成することができるウイルス粒子の数を記載するために、ウイルス学において用いられる。検出可能、または標的細胞に感染し損ねたウイルス粒子は、プラークを形成せず、上記ウイルス粒子に含まれない。
RNA抽出、RT-PCRおよびヌクレオチド配列決定
RNAを、製造者の指示にしたがって、スピードツール(Speed tools)RNAウイルス抽出キット(Biotools B&M Labs株式会社、マドリード、スペイン)を用いて、感染細胞の上清から抽出した。逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)は、製造者が指示するように、ウイルス遺伝子のLセグメント(表1A)、Mセグメント(表1B)、およびSセグメント(表1C)を増幅するように設計されたプライマーを用いて、スーパースクリプト(Super Script)IV逆転写酵素(Invitrogen)およびPhusion高正確性DNAポリメラーゼ(Finnzymes)を用いて行われた。表1Dは、RACE技術による遺伝子末端の増幅のために用いられるプライマーを示す。オーバーラップPCRアンプリコンを、精製し、自動サンガー配列決定を行った。結果の分析のために、Laser Geneソフトウェアを使用した。
RNAを、製造者の指示にしたがって、スピードツール(Speed tools)RNAウイルス抽出キット(Biotools B&M Labs株式会社、マドリード、スペイン)を用いて、感染細胞の上清から抽出した。逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)は、製造者が指示するように、ウイルス遺伝子のLセグメント(表1A)、Mセグメント(表1B)、およびSセグメント(表1C)を増幅するように設計されたプライマーを用いて、スーパースクリプト(Super Script)IV逆転写酵素(Invitrogen)およびPhusion高正確性DNAポリメラーゼ(Finnzymes)を用いて行われた。表1Dは、RACE技術による遺伝子末端の増幅のために用いられるプライマーを示す。オーバーラップPCRアンプリコンを、精製し、自動サンガー配列決定を行った。結果の分析のために、Laser Geneソフトウェアを使用した。
マウスを用いた実験
5~6ヶ月齢のトランスジェニック129Sv/Ev IFNAR-/-マウス、または11ヶ月齢の野生型129Sv/Evマウス(B&K Universal)の群において、対応する実施例において示されるように、異なる用量のウイルスを腹腔内接種した。ウイルス接種の後、動物を、体重、ならびに、表皮上の徴候、猫背の姿勢、活動の減少、および結膜炎を含む臨床徴候の発現に関して、毎日モニタリングした。示された時間に、顎静脈を介して、動物の採血を行った。血清を、56℃の熱で30分間不活性化し、使用するまで-20℃で保持した。すべてのマウスを、食料と水が随意に提供されるBSL-3格納エリアに入れた。すべての実験手順を、動物実験に関するEU司令2010/63/EUのガイドライン、ならびにINIAの動物実験に関するバイオセーフティおよび倫理委員会によって承認されたプロトコル(EAEC 許可コード 2012/014およびCBS 2012/017)にしたがって管理した。
5~6ヶ月齢のトランスジェニック129Sv/Ev IFNAR-/-マウス、または11ヶ月齢の野生型129Sv/Evマウス(B&K Universal)の群において、対応する実施例において示されるように、異なる用量のウイルスを腹腔内接種した。ウイルス接種の後、動物を、体重、ならびに、表皮上の徴候、猫背の姿勢、活動の減少、および結膜炎を含む臨床徴候の発現に関して、毎日モニタリングした。示された時間に、顎静脈を介して、動物の採血を行った。血清を、56℃の熱で30分間不活性化し、使用するまで-20℃で保持した。すべてのマウスを、食料と水が随意に提供されるBSL-3格納エリアに入れた。すべての実験手順を、動物実験に関するEU司令2010/63/EUのガイドライン、ならびにINIAの動物実験に関するバイオセーフティおよび倫理委員会によって承認されたプロトコル(EAEC 許可コード 2012/014およびCBS 2012/017)にしたがって管理した。
ヒツジを用いた実験
2頭の雌ヒツジに、107pfuの用量のFMH-P8を接種し、ウイルス56/74を接種した3頭の追加の雌ヒツジ(対照群)と比較した。各群の1頭のヒツジを、感染後4日目に、感染によって生じる肝損傷の程度を分析するために屠殺した。抗原投与後、直腸温度を毎日計測し、血液および血清の試料を少なくとも8日間連続で毎日採取した。得られた上記血液および血清の試料を、肝トランスアミナーゼのレベルの定量を実施するために使用し、同様に、抗体を中和するためのインビトロ試験において使用した。
2頭の雌ヒツジに、107pfuの用量のFMH-P8を接種し、ウイルス56/74を接種した3頭の追加の雌ヒツジ(対照群)と比較した。各群の1頭のヒツジを、感染後4日目に、感染によって生じる肝損傷の程度を分析するために屠殺した。抗原投与後、直腸温度を毎日計測し、血液および血清の試料を少なくとも8日間連続で毎日採取した。得られた上記血液および血清の試料を、肝トランスアミナーゼのレベルの定量を実施するために使用し、同様に、抗体を中和するためのインビトロ試験において使用した。
抗体測定
中和試験は、OIE(OIE Terrestrial Manual 2012、第2.1.14章)によって規定される試験に続いて、96-ウェル培養プレート上で行われた。手短に述べると、血清は、2%のウシ胎児血清を含むDMEM培地において、最初の1/10希釈から、ベース2において希釈され、100のTCID50(50%感染組織培養用量)を含む感染性ウイルスの同量と混合され、37℃で30分インキュベートされた。
その後、ベロ細胞の懸濁液を加え、上記プレートを4日間インキュベートした。
単層を、細胞変性効果の発現のために照査し、固定し、染色した。
各試料を、4つのウェルにおいて試験した。
力価は、上記ウェルの50%において細胞変性効果の低下をもたらす血清の最終的な希釈として表される。
中和試験は、OIE(OIE Terrestrial Manual 2012、第2.1.14章)によって規定される試験に続いて、96-ウェル培養プレート上で行われた。手短に述べると、血清は、2%のウシ胎児血清を含むDMEM培地において、最初の1/10希釈から、ベース2において希釈され、100のTCID50(50%感染組織培養用量)を含む感染性ウイルスの同量と混合され、37℃で30分インキュベートされた。
その後、ベロ細胞の懸濁液を加え、上記プレートを4日間インキュベートした。
単層を、細胞変性効果の発現のために照査し、固定し、染色した。
各試料を、4つのウェルにおいて試験した。
力価は、上記ウェルの50%において細胞変性効果の低下をもたらす血清の最終的な希釈として表される。
核タンパク質(Nタンパク質)に対する抗体の検出のために、ELISAアッセイを行った。ELISAプレートに、大腸菌において産生され、精製され、重炭酸緩衝液(pH9.6)中で希釈された100ng/ウェルの遺伝子組み換えNタンパク質を吸着した。5%の脱脂牛乳-PBS-0.05% Tween20を用いたブロッキングの後、血清を、1/50で開始されるベース3における連続希釈における二つ組において分析した。結合抗体を、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)、マウス-HRP抗IgG(H+L)(BioRad)にコンジュゲートしたヤギ抗体を用いて検出し、結合コンジュゲートを、3、3’、5、5’-テトラメチルベンジジン(TMB、Invitrogen/Life Technologies)を用いて10分間検出し、続いて、停止液(3N H2SO4)を検出した。450nm(OD450)で光学濃度を測定した。
統計分析
データ分析は、GraphPadプリズムバージョン6ソフトウェアを用いて行われた。
データ分析は、GraphPadプリズムバージョン6ソフトウェアを用いて行われた。
FMH-P8弱毒化RVFウイルスの採取
親ウイルス単離体RVFV56/74は、40μmファビピラビルの存在下で、ベロ細胞における連続した継代を受けた。培養上清のウイルス滴定は、子ウイルスの産生が次第に減少したことを示し、工程5、6、および7において検出できなかった。しかし、工程8および9において、感染力は通常のウイルス力価にまで回復し、これは、FMH-P8(「Favipiravir-Mutagenized Hyperattenuated Passage 8」から)と呼称されるファビピラビルに対する抵抗性ウイルスの生成を示した。FMH-P8ウイルスの上記ウイルス産生は、異なる濃度のファビピラビルの存在下で分析され、濃度80μMのファビピラビルでのウイルス産生における50%の減少を得た。これらの結果は、FMH-P8ウイルスが、親ウイルスと比較して、ファビピラビルに対してより抵抗性が高いことを示した。
親ウイルス単離体RVFV56/74は、40μmファビピラビルの存在下で、ベロ細胞における連続した継代を受けた。培養上清のウイルス滴定は、子ウイルスの産生が次第に減少したことを示し、工程5、6、および7において検出できなかった。しかし、工程8および9において、感染力は通常のウイルス力価にまで回復し、これは、FMH-P8(「Favipiravir-Mutagenized Hyperattenuated Passage 8」から)と呼称されるファビピラビルに対する抵抗性ウイルスの生成を示した。FMH-P8ウイルスの上記ウイルス産生は、異なる濃度のファビピラビルの存在下で分析され、濃度80μMのファビピラビルでのウイルス産生における50%の減少を得た。これらの結果は、FMH-P8ウイルスが、親ウイルスと比較して、ファビピラビルに対してより抵抗性が高いことを示した。
FMH-P8弱毒化RVFウイルスにおける遺伝子的な変化
オーバーラップRT-PCR反応は、実施例1において得られた本発明の弱毒化RVFウイルス、FMH-P8の感染上清から抽出されたRNAから行われた。アンプリコンは、これらの反応において産生され、ウイルス遺伝子の3つのセグメントのすべてをカバーした。自動配列決定(サンガー配列決定)によってこれらのアンプリコンの配列決定を進めた。推定されるアミノ酸配列をアラインメントさせ、親ウイルスRVFV56/74の配列と比較した。本発明のFMH-P8の弱毒化RVFウイルス、および親ウイルスRVFV56/74の配列の説明は、表2において示される。
オーバーラップRT-PCR反応は、実施例1において得られた本発明の弱毒化RVFウイルス、FMH-P8の感染上清から抽出されたRNAから行われた。アンプリコンは、これらの反応において産生され、ウイルス遺伝子の3つのセグメントのすべてをカバーした。自動配列決定(サンガー配列決定)によってこれらのアンプリコンの配列決定を進めた。推定されるアミノ酸配列をアラインメントさせ、親ウイルスRVFV56/74の配列と比較した。本発明のFMH-P8の弱毒化RVFウイルス、および親ウイルスRVFV56/74の配列の説明は、表2において示される。
本発明のFMH-P8の弱毒化RVFウイルスの配列と親ウイルスRVFV56/74の配列とを比較すると、24のアミノ酸変化を生じる、合計で47のヌクレオチド変化が見られた。より具体的には、ウイルスポリメラーゼをコードするLセグメント、ファビピラビルの標的において、7つのアミノ酸変化を伴う、17のヌクレオチド変化が確認された。3つの上記遺伝子セグメントにおいて見られたすべての変化の分布は、表3において示される。
Sセグメントにおいて見られたヌクレオチド変化は、NSsタンパク質、Val52IleとPro82Leuの両方における、たった2つのアミノ酸置換しかもたらさなかった。Pro82は、上記NSsタンパク質の核局在化およびインターフェロン-β(IFN-β)の活性化に関連する第2のPro-X-X-Proモチーフに属する。N核タンパク質は、2つの(サイレント)ヌクレオチド置換のみを伴って、親ウイルスのアミノ酸配列と同一のアミノ酸配列を示した唯一のFMH-P8ウイルスタンパク質であった。
FMH-P8ウイルスのMセグメントに対応する配列において、NSmタンパク質において3つ(Arg26Lys、His108Tyr、Glu118Lys)、Gnタンパク質において8つ(Arg210Lys-mix-、Asp333Asn、Ala427Thr、Ala432Val、Glu487Gly、His540Lys、Ala582Thr、Val587Ile)、ならびにGcタンパク質において4つ(Ala950Val、Val1090Ile、Ala1116ValおよびArg1182Lys)、合計で15のアミノ酸置換が同定された。Gcにおける上記Arg1182Gly変化は、MP-12ウイルス(Ikegamiら、2015)の弱毒化マーカとして同定された。
7つのアミノ酸置換が、FMH-P8ウイルスLタンパク質において同定され、配列全体を通して分布していた。2つの変化は上記Lタンパク質のN末端領域(Met100ThrおよびHis375Tyr)に位置し、2つ(Leu1629PheおよびGlu2071Lys)がC末端領域、残り3つの置換(Gly924Ser、Ile1050ValおよびAla1303Thr)が上記タンパク質の中心領域に位置する。924位および1050位は、RdRpコア内に位置し、ここで保存された触媒モチーフAからHまでが存在している。
ウイルスRNAポリメラーゼはファビピラビルの標的として知られているため、RdRpの触媒核内に位置するFMH-P8ウイルスの変異残基の保存レベルを評価した。RVFVの60の異なる株に対応するL-タンパク質配列が比較され、フレボウイルス属に属するいくつかのウイルス種もまた含まれている(表4)。残基Gly924およびAla1303は、アラインメントにおいて含まれるすべてのウイルスにおいて、極めて保存されていることが分かった。1050)は、保存性、主にイソロイシン(親ウイルス56/74など)またはバリン(弱毒化FMH-P8 RVFVなど)のみを示したが、一方で、他の置換位置は、RVFV株の間で保存されたが、フレボウイルス属の他のウイルスにおいて変化した。
ベロ細胞およびC6/36細胞におけるFMH-P8弱毒化RVFウイルスの感染力
FMH-P8弱毒化RVFウイルスの動態および全収率が分析された。比較のために、ファビピラビルの非存在下で、8つのパス(pass)に渡って伝播する前後に、親ウイルスRVFV56/74もまた検定した。蚊はRVFVの自然伝染サイクルにおいて重要な役割を果たすため、感染をヒトスジシマカ(Aedes albopictus)(ATCC CRL1660)由来のC6/36細胞株においても行った。
FMH-P8弱毒化RVFウイルスの動態および全収率が分析された。比較のために、ファビピラビルの非存在下で、8つのパス(pass)に渡って伝播する前後に、親ウイルスRVFV56/74もまた検定した。蚊はRVFVの自然伝染サイクルにおいて重要な役割を果たすため、感染をヒトスジシマカ(Aedes albopictus)(ATCC CRL1660)由来のC6/36細胞株においても行った。
ベロ細胞上で行われた感染は、3つのウイルスのすべてに関して類似の増殖曲線を示した(図1A)。感染後、いくつかの独立した実験において、異なる時点で採取された上清の滴定は、上記3つのウイルスの間のわずかな違いのみを示した。8つのパスの後の親ウイルスRVFV56/74の増殖パターンは、そのようなパスの前の親ウイルスRVFV56/74との違いを示さなかった。上記の違いは統計学的に重要においてなかったものの(多重t-検定)、FMH-P8 RVFVは、感染から3から4日後に、より高いウイルス産生収率で、わずかに早く増殖した。
C6/36蚊細胞におけるウイルス増殖および最終的な収率の両方は、明らかにFMH-P8 RVFウイルスの影響を受けた(図1B)。感染したC6/36蚊細胞は、細胞培養において、ベロ細胞におけるよりも、より長く生存可能のままであり、分析は最大9日まで延長された。昆虫細胞において、FMH-P8 RVFウイルスの増殖は大幅に遅れ、感染から2から4日後のウイルス力価は104pfu/mlであり、対照ウイルスによって産生された力価よりも少なくとも3対数単位低かった。分析された(感染から7から9日後の)最終的な時点での全ウイルス収率は、107pfu/mL力価に達したが、上記親ウイルスRVFV56/74が達した力価(>108pfu/mL)よりも低かった。8つのパスの後、そのようなパスの前の親ウイルスRVFV56/74に関して、親ウイルスRVFV56/74について著しい変化は見られなかった。
FMH-P8 RVFウイルスの存在化におけるベロ細胞プレートの表現型は、親ウイルスから実質的に異なっており、8つのパスの前後の、RVFV56/74親ウイルスによって産出されたプレートよりも小さなプレートを産出した(図1C)。
IFNAR免疫不全マウス-/-におけるFMH-P8弱毒化RVFV感染力
生体内におけるFMH-P8 RVFウイルスの弱毒化を確認するために、A129マウス株(IFNAR-/-)を用いて感染実験を行った。A129マウスは急性ウイルス感染に対応することができず、RVFV感染に対して感受性が高く、非常に敏感なFMH-P8 RVFV弱毒化の評価を示す。
生体内におけるFMH-P8 RVFウイルスの弱毒化を確認するために、A129マウス株(IFNAR-/-)を用いて感染実験を行った。A129マウスは急性ウイルス感染に対応することができず、RVFV感染に対して感受性が高く、非常に敏感なFMH-P8 RVFV弱毒化の評価を示す。
異なる量のウイルスを、5~6匹のマウス群に腹腔内接種し、疾患および生存の徴候の発現を確認するために、2週間毎日モニタリングした(図2A)。8つのパスの後、親ウイルスRVFV56/74は、102pfuでの接種の4日後に、100%の死亡率をもたらした一方で、そのようなパスの前に、同じ用量の親ウイルスRVFV56/74を接種したマウスは40%(2/5)の生存率を示した。これらのデータは、8つのパスの後の、親ウイルスRVFV56/74の毒性の増加を示唆するが、結果は統計上有意においてなかった。より多くの用量の親ウイルスRVFV56/74は、感染後の最初の4日間において接種された動物の死亡を引き起こし、死亡率は、103pfuで接種した動物において100%、104pfuで接種した動物において90%であり、10日目に生存している個体はいなかった。
これに対して、FMH-P8 RVFウイルスを接種した動物は、高い抗原投与用量(104pfu)であっても、70%を超える生存率を示し、実験の終了時には著しい生存数を示し、その生存率は、103pfuを受けた動物において5/6(83%)、104pfuで接種した動物において4/5(80%)であった。これらの動物のいずれにおいても、感染から3~5日後におけるわずかな体重減少を除いて、疾病の徴候は見られなかった(図2B)。
14日目(実験の終了時)に採取された血清試料は、生存個体におけるN-核タンパク質(抗-N)抗体の存在に関して、ELISAによって分析され、ウイルス複製を示した(図2C)。最も低いウイルス量、102pfuを受けた群内のいくつかの動物において、抗-N抗体は、検出不可能であり、ウイルス複製のレベルが低いまたはゼロであることを示していると思われる(RVFV56/74を接種したマウスにおいて2/2、FMH-P8ウイルスを接種したマウスにおいて1/4)。103および104pfuのFMH-P8 RVFウイルスを接種した動物のすべて、ならびに102pfuのFMH-P8ウイルスを接種した群のうちの3つは、特異抗-N抗体を発現させた。抗-N抗体の力価は、受けた量に関係なく、FMH-P8 RVFウイルスを接種した群内における有意の違いを示さなかった(通常一元ANOVA)。
体内感染力測定は、FMH-P8 RVFウイルスおよびMP-12生弱毒化ワクチン(Ikegamiら、2015)を接種したA129マウスにおいて行われた。IFNAR-/-マウスに、同じ量(104cfu)で投与されたMP-12ワクチンによって、株の上記マウスの100%が、5日以内に死亡した。これらの結果は、FMH-P8 RVFウイルスのワクチンとしての高い潜在能力を証明する。
免疫担当マウスにおけるFMH-P8弱毒化RVFウイルスの免疫原性および効能
FMH-P8弱毒化RVFウイルスは、免疫担当マウスにおいて測定された。このために、野生129Sv/Evマウスに、104pfuのFMH-P8 RVFウイルスを腹腔内接種し、4週間後に、致死量(104pfu)の親RVFウイルス56/74を用いて抗原投与を行った。FMH-P8 RVFウイルスの接種後、マウスは、疾病の徴候、有意な重量変化さえも示さなかった。接種後24日目に採取された血清試料(親ウイルスRVFV56/74を用いた致死的な抗原投与以前の試料)において、9匹中7匹のマウスが強い中和抗体応答を示した(図4A)。N-核タンパク質抗体は、中和測定において陰性であったが、抗-N抗体力価がわずかに低いだけであった2つの試料を含めて、これらすべての試料において間接的ELISAによって検出された。これは、FMH-P8 RVFウイルスが、接種したマウスのすべてにおいて、少なくとも免疫応答を引き出すのに十分な程度に複製したことを示す。マウスが毒性株RVFV56/74を用いた致死的な抗原投与を受けた場合、中和抗体力価が検出されなかったマウスを含む上記マウスの100%が、明らかな臨床病態もなく、実験の終了時まで生存した(図4B、図4C)。これに対して、対照群におけるすべてのマウスは、4日目に病気にかかったか、死亡した(図4B、図4C)。
FMH-P8弱毒化RVFウイルスは、免疫担当マウスにおいて測定された。このために、野生129Sv/Evマウスに、104pfuのFMH-P8 RVFウイルスを腹腔内接種し、4週間後に、致死量(104pfu)の親RVFウイルス56/74を用いて抗原投与を行った。FMH-P8 RVFウイルスの接種後、マウスは、疾病の徴候、有意な重量変化さえも示さなかった。接種後24日目に採取された血清試料(親ウイルスRVFV56/74を用いた致死的な抗原投与以前の試料)において、9匹中7匹のマウスが強い中和抗体応答を示した(図4A)。N-核タンパク質抗体は、中和測定において陰性であったが、抗-N抗体力価がわずかに低いだけであった2つの試料を含めて、これらすべての試料において間接的ELISAによって検出された。これは、FMH-P8 RVFウイルスが、接種したマウスのすべてにおいて、少なくとも免疫応答を引き出すのに十分な程度に複製したことを示す。マウスが毒性株RVFV56/74を用いた致死的な抗原投与を受けた場合、中和抗体力価が検出されなかったマウスを含む上記マウスの100%が、明らかな臨床病態もなく、実験の終了時まで生存した(図4B、図4C)。これに対して、対照群におけるすべてのマウスは、4日目に病気にかかったか、死亡した(図4B、図4C)。
親ウイルスRVFV56/74を用いた致死的な抗原投与後に、抗-N抗体力価が増加し、これはマウスにおける弱毒化ウイルスFMH-P8 RVFVのブースター効果を示している。まとめると、これらの結果は、その高度に弱毒化された表現型に関わらず、FMH-P8 RVFウイルスは、中和抗体が検出されない場合でも、防御免疫応答の誘発を可能にするレベルで、免疫担当129v/Evマウスにおいて複製することができることを示す。
ヒツジにおけるFMH-P8弱毒化RVFウイルスの免疫原性
弱毒化FMH-P8 RVFウイルスを、天然の宿主におけるその弱毒化および免疫原性を評価するために、雌ヒツジに接種した。動物は107pfuの高量の弱毒化FMH-P8 RVFウイルスを受け、臨床徴候を毎日モニタリングし、試料採取を毎日行った。弱毒化FMH-P8 RVFウイルスの接種後の数日間、すべての動物において熱は記録されず、肝酵素滴定は、感染後2日目から熱が急上昇した親ウイルス56/74を接種した対照ヒツジとは異なって、FMH-P8を接種したヒツジにおいて変異を示さなかった。臨床徴候がない状態においてでも、セロコンバージョンが観察され、これは接種後8日目に中和抗体の著しい力価に達した。RVFVを用いて得られた中和抗体力価は、親ウイルス56/74を用いて得られた中和抗体力価よりも低かったが、上記中和抗体力価は重要であり、ヒツジに対する保護を提供するのに有意かつ十分であると結論付けられた。さらに、本実施例の結果は、弱毒化FMH-P8 RVFウイルスによって提供される安全性を示し、FMH-P8 RVFウイルスのワクチン実用性を支持する(図5A~図5C)。
弱毒化FMH-P8 RVFウイルスを、天然の宿主におけるその弱毒化および免疫原性を評価するために、雌ヒツジに接種した。動物は107pfuの高量の弱毒化FMH-P8 RVFウイルスを受け、臨床徴候を毎日モニタリングし、試料採取を毎日行った。弱毒化FMH-P8 RVFウイルスの接種後の数日間、すべての動物において熱は記録されず、肝酵素滴定は、感染後2日目から熱が急上昇した親ウイルス56/74を接種した対照ヒツジとは異なって、FMH-P8を接種したヒツジにおいて変異を示さなかった。臨床徴候がない状態においてでも、セロコンバージョンが観察され、これは接種後8日目に中和抗体の著しい力価に達した。RVFVを用いて得られた中和抗体力価は、親ウイルス56/74を用いて得られた中和抗体力価よりも低かったが、上記中和抗体力価は重要であり、ヒツジに対する保護を提供するのに有意かつ十分であると結論付けられた。さらに、本実施例の結果は、弱毒化FMH-P8 RVFウイルスによって提供される安全性を示し、FMH-P8 RVFウイルスのワクチン実用性を支持する(図5A~図5C)。
RVFウイルスの変異体を接種し、致死量のRVFウイルスのZH548株を用いた抗原投与を行った後のマウスにおける測定
野生マウス129にRVFウイルスの変異体を接種し、その後、RVFウイルスの致死量の野生株ZH548(毒性株)用いた抗原投与を行った。
野生マウス129にRVFウイルスの変異体を接種し、その後、RVFウイルスの致死量の野生株ZH548(毒性株)用いた抗原投与を行った。
4つのマウス群に、RVFウイルスのZH548株またはZH548株の異なる変異体のどちらかを、以下に示されるように接種した。
群C1のマウスに、RVFウイルスの株ZH548、野生毒性対照を接種した。
群G1のマウスに、RVFウイルスのZH548_ΔNSs:gfp変異体、削除されたNSsタンパク質をコードするRNAの領域を有する弱毒化対照を接種した。
群A2のマウスに、RVFウイルスの変異体ZH5488_L[Gly924Ser]_L[Ala1303Thr]_NSs[Pro82Leu]、ウイルスRNAのLセグメントのRdRp遺伝子によってコードされたタンパク質においてGly924Ser置換およびAla1303Thr置換、およびウイルスRNAのSセグメントのNSs遺伝子によってコードされたタンパク質においてPro82Leu置換を有する変異体を接種した。
群B3のマウスに、変異体ZH548_L [Gly924Ser]_L[Ala1303Thr]、ウイルスRNAのLセグメントのRdRp遺伝子によってコードされたタンパク質においてGly924Ser置換およびAla1303Thr置換を有する変異体を接種した。
群C1のマウスに、RVFウイルスの株ZH548、野生毒性対照を接種した。
群G1のマウスに、RVFウイルスのZH548_ΔNSs:gfp変異体、削除されたNSsタンパク質をコードするRNAの領域を有する弱毒化対照を接種した。
群A2のマウスに、RVFウイルスの変異体ZH5488_L[Gly924Ser]_L[Ala1303Thr]_NSs[Pro82Leu]、ウイルスRNAのLセグメントのRdRp遺伝子によってコードされたタンパク質においてGly924Ser置換およびAla1303Thr置換、およびウイルスRNAのSセグメントのNSs遺伝子によってコードされたタンパク質においてPro82Leu置換を有する変異体を接種した。
群B3のマウスに、変異体ZH548_L [Gly924Ser]_L[Ala1303Thr]、ウイルスRNAのLセグメントのRdRp遺伝子によってコードされたタンパク質においてGly924Ser置換およびAla1303Thr置換を有する変異体を接種した。
本実施例の結果は、RVFウイルスのZH548株における3つのアミノ酸置換、ウイルスRNAのSセグメントのNSs遺伝子によってコードされたタンパク質におけるPro82Leu置換と、ウイルスRNAのLセグメントのRdRpタンパク質におけるGly924Ser置換とAla1303Thr置換の非常に明確な弱毒化効果を示す。
株ZH548の配列は、GenBankを介して、アクセスコードDQ375403(セグメントL)、DQ380206(セグメントM)およびDQ380151(セグメントS)で入手可能である。株ZH548の配列の説明は表6において示される。
RVFウイルスの変異体を接種し、致死量のRVFウイルスのZH548株を用いた抗原投与を行った後のヒツジにおける測定
2頭のヒツジの群に、致死量のRVFウイルス株ZH548を接種した。
4頭のヒツジの群に、RVFウイルスの変異体ZH548_L[Gly924Ser]_L[Ala1303Thr]_NSs[Pro82Leu](ウイルスRNAセグメントLのRdRp遺伝子によってコードされたタンパク質においてGly924SerおよびAla1303Thr置換を有し、ウイルスRNAセグメントSのNSs遺伝子によってコードされたタンパク質においてPro82Leu置換を有する変異体)を接種した。この群における2頭のヒツジを、3週間後に、RVFウイルスのZH548株を用いて抗原投与した。上記群における他の2頭のヒツジを、病変の有無を致死量のRVFウイルスのZH548株が与えられた対照ヒツジと比較するために、短期間で屠殺した。
RVFウイルス株ZH548_L[G924S/A1303T]_NSs[P82L]を接種した雌ヒツジは、中和抗体を産生し、対照ウイルスを接種した雌ヒツジとは異なり、病変を示さなかった。対照ヒツジとは異なり、免疫化されたヒツジの血液中に感染ウイルスを検出することもまたできなかった。
本実施例の結果は、3つの置換、L[Gly924Ser]、L[Ala1303Thr]およびNSs[P82L]によってもたらされる弱毒化を示す。さらに、本実施例の結果は、上記変異株が、野生株ZH548を用いた抗原投与からヒツジを守ることができる免疫応答を誘発する能力を有することを確証する。
配列表フリーテキストは表7において再現される。
文献
Borrego et al. (2019). Lethal Mutagenesis of Rift Valley Fever Virus Induced by Favipiravir. Antimicrob Agents Chemother,63(8),PII: e00669-19. https://doi.org/10.1128/AAC.00669-19
Busquets et al. (2010). Experimental infection of young adult European breed sheep with Rift Valley fever virus field isolates. Vector Borne Zoonotic Dis,10(7),689-696. https://doi.org/10.1089/vbz.2009.0205
Ikegami et al. (2015). Rift Valley Fever Virus MP-12 Vaccine Is Fully Attenuated by a Combination of Partial Attenuations in the S,M,and L Segments. J Virol,89(14),7262‐7276. https://doi.org/10.1128/JVI.00135-15
Borrego et al. (2019). Lethal Mutagenesis of Rift Valley Fever Virus Induced by Favipiravir. Antimicrob Agents Chemother,63(8),PII: e00669-19. https://doi.org/10.1128/AAC.00669-19
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Ikegami et al. (2015). Rift Valley Fever Virus MP-12 Vaccine Is Fully Attenuated by a Combination of Partial Attenuations in the S,M,and L Segments. J Virol,89(14),7262‐7276. https://doi.org/10.1128/JVI.00135-15
Claims (13)
- リフトバレー熱ウイルス(RVFV)の弱毒化変異体であって、前記弱毒化変異体のRNAのLセグメントによってコードされるRdRpタンパク質において、
924位のアミノ酸がセリン(L[Gly924Ser])であり、
1303位のアミノ酸がトレオニン(L[Ala1303Thr])であり、
前記RVFウイルスの野生株56/74の配列番号47の配列、または前記RVFウイルスの野生型ZH548株の配列番号54の配列が、前記RdRpタンパク質のアミノ酸のナンバリングのための参照配列であり、
前記弱毒化変異体のRNAのSセグメントによってコードされるNSsタンパク質において、
82位のアミノ酸がロイシン(NSs[Pro82Leu])であり、
前記RVFウイルスの野生株56/74の配列番号49の配列、または前記RVFウイルスの野生型ZH548株の配列番号56の配列が、前記RdRpタンパク質のアミノ酸のナンバリングのための参照配列である、弱毒化変異体。 - さらに、前記弱毒化変異体のRNAのLセグメントによってコードされるRdRpタンパク質において、
100位のアミノ酸がトレオニン(L[Met100Thr])であり、
375位のアミノ酸がチロシン(L[His375Tyr])であり、
1050位のアミノ酸がバリン(L[Ile1050Val])であり、
1629位のアミノ酸がフェニルアラニン(L[Leu1629Phe])であり、
2071位のアミノ酸がリジン(L[Glu2071Lys])であり、
前記RVFウイルスの野生株56/74の配列番号47の配列、または前記RVFウイルスの野生型ZH548株の配列番号54の配列が、前記RdRpタンパク質のアミノ酸のナンバリングのための参照配列であり、
前記弱毒化変異体のRNAのMセグメントによってコードされるアミノ酸配列において、
26位のアミノ酸がリジン(M[Arg26Lys])であり、
108位のアミノ酸がチロシン(M[His108Tyr])であり、
118位のアミノ酸がリジン(M[Glu118Lys])であり、
210位のアミノ酸がリジン(M[Arg210Lys])であり、
333位のアミノ酸がアスパラギン(M[Asp333Asn])であり、
427位のアミノ酸がトレオニン(M[Ala427Thr])であり、
432位のアミノ酸がバリン(M[Ala432Val])であり、
487位のアミノ酸がグリシン(M[Glu487Gly])であり、
540位のアミノ酸がチロシン(M[His540Tyr])であり、
582位のアミノ酸がトレオニン(M[Ala582Thr])であり、
587位のアミノ酸がイソロイシン(M[Val587Ile])であり、
950位のアミノ酸がバリン(M[Ala950Val])であり、
1090位のアミノ酸がイソロイシン(M[Val1090Ile])であり、
1116位のアミノ酸がバリン(M[Ala1116Val])であり、
1182位のアミノ酸がリジン(M[Arg1182Lys])であり、
前記RVFウイルスの野生株56/74の配列番号48の配列、または前記RVFウイルスの野生株ZH548の配列番号55の配列が、前記弱毒化変異体のRNAのMセグメントによってコードされる前記アミノ酸配列のアミノ酸ナンバリングのための参照配列であり、
前記弱毒化変異体のRNAのSセグメントによってコードされるNSsタンパク質において、
52位のアミノ酸がイソロイシン(NSs[Val52Ile])であり、
前記RVFウイルスの野生株56/74の配列番号49の配列、または前記RVFウイルスの野生型ZH548株の配列番号56の配列が、前記RdRpタンパク質のアミノ酸のナンバリングのための参照配列である、請求項1に記載のRVFVの弱毒化変異体。 - 前記弱毒化変異体のRNAのLセグメントによってコードされるアミノ酸配列は配列番号4であり、前記弱毒化変異体のRNAのMセグメントによってコードされるアミノ酸配列は配列番号5であり、前記NSsタンパク質が配列番号6の配列からなり、前記Nタンパク質が配列番号7の配列からなる、請求項1または2に記載のRVFVの弱毒化変異体。
- 前記RVFVの弱毒化変異体は、前記弱毒化変異体のRNAコーディングを含み、
前記RNAのLセグメントが配列番号1の配列からなり、
前記RNAのMセグメントが配列番号2の配列からなり、
前記RNAのSセグメントが配列番号3の配列からなる、請求項1から3のうちのいずれかに記載のRVFVの弱毒化変異体。 - 請求項1から4のうちのいずれかに記載の前記RVFVの弱毒化変異体を、少なくとも1つの薬学的に許容される賦形剤または動物用の賦形剤と共に含む、医薬組成物または動物用組成物。
- 薬剤として使用するための、請求項1から4のうちのいずれかに記載のRVFVの弱毒化変異体。
- リフトバレー熱の予防において使用するための、請求項1から4のうちのいずれかに記載のRVFVの弱毒化変異体。
- 動物において使用するための請求項7に記載のRVFVの弱毒化変異体。
- 前記動物が反芻動物である、請求項8に記載のRVFVの弱毒化変異体。
- 前記反芻動物が、牛、羊、ヤギ、ラクダおよび水牛から選択される、請求項9に記載のRVFVの弱毒化変異体。
- ヒトにおいて使用するための請求項8に記載のRVFVの弱毒化変異体。
- 請求項1から4のうちのいずれかの前記RVFVの弱毒化変異体を含むリフトバレー熱ワクチン。
- 少なくとも1つの薬学的に許容される賦形剤または動物用の賦形剤をさらに含む、請求項12に記載のリフトバレー熱ワクチン。
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