JP3140773B2 - ウイルスの検出に関する改良 - Google Patents

ウイルスの検出に関する改良

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ウイルスまたはウイルスの抗体に関し、と
くにヘルペス群のウイルスの検出、このようなウイルス
に対する抗体の産生および検出、およびこれらのウイル
スに対してワクチンに関する。
ウイルスのヘルペス群はかなりの臨床的意味をもつ群
であり、この群の最も重要なメンバーは単純ヘルペスウ
イルス(HSV)、サイトメガロウイルス(CMV)、エプス
タイン−バー−ウイルス(EBV)および水痘−帯状疱疹
ウイルス(VZV)である。CMVによる感染は英国において
頻繁に発生するので、大人の60%は過去の感染の証拠を
有する。時々、ウイルスはパウル・ブンネル(Paul Bu
nnel)陰性腺熱の場合を生ずるが、感染した人々のほと
んど大部分は完全に無症候に止まる。したがって、この
ウイルスの感染は先天性感染をもつ新生児、および免疫
無防備の個体、例えば、腎臓または骨髄の同種移植の受
容体または後天性免疫不全症候群(エイズ)の患者であ
る、患者の特別の群において主として医学的重要性を有
する。これらの群の患者の各々において、CMVは重要な
病原体であり、そして臨床的観点から、臨床的試料の中
のCMVの存在を信頼性をもって同定することができるア
ッセイ法が利用可能であることは非常に望ましい。
現在、全体のCMVゲノムのDNA配列は決定されている
(Chee et al.、1989)。このウイルスは糖タンパク
質の遺伝子または糖タンパク質の遺伝子のエクソンの特
徴を示す54のリーディングフレームを有する。しかしな
がら、これらの潜在的糖タンパク質のどれだけ多くが感
染された細胞の中に実際に翻訳され、感染性細胞表面上
で発現され、あるいは実際にウイルス粒子の中に組み込
まれるか知られていない。2つのCMV糖タンパク質、す
なわち、名称gB(Cranage et al.、1986)およびgH
(Chanage et al.、1988)は、よく研究されてきてお
り、そしてウイルスのエンベロープ上に存在することが
示された。それらの両者はネズミモノクローナル抗体を
中和することによって認識されることが示され(Utz e
t al.、1989、Rasmussen et al.、1984)、これらの
タンパク質がウイルスの感染性とって重要であり、こう
してサブユニットのCMVワクチンの潜在的な候補である
ことを示唆する。
CMVに対してレイズされた中和性ネズミモノクローナ
ル抗体の大部分はgHよりむしろgBを認識し(Gompels e
t al.、1988)、マウスにおいて、少なくともgBはgHよ
り免疫原性であることを示唆する。CMVを試験管内で中
和する、1つのgB特異的抗体7−17、により認識された
中和性エピトープは、最近決定された(Utz et al.、
1989)。E.coliの中でβ−ガラクトシダーゼの融合タン
パク質として発現された実験室の株AD169からのgBにつ
いてのオープンリーディングフレームのオーバーラッピ
ング断片を使用して、この抗体はアミノ酸残基609およ
び626の間の線状配列を認識ことが示された。リウ(Li
u)ら(1989)は、トウネ(Towne)実験室株のgB配列か
らのオーバーラッピング合成ヘキサペプチドを使用し、
そして2つの他の線状中和性エピトープを同定し、これ
は残基559−567および589−594にマッピングされた。バ
ンクス(Baks)et al.(1989)は、CMVのトウネ(Town
e)株を使用し、ネズミモノクローナル抗体により中和
することができる、少なくとも2つのエピトープを同定
した。これらの2つのエピトープは残基620−680の間に
存在する。したがって、リウ(Liu)らが記載する2つ
の部位およびウツ(Utz)らが記載する1つに加えて、g
B分子に対するネズミモノクローナル抗体により認識さ
れる少なくとも1つのそれ以上のエピトープが存在す
る。
配列Seq.ID No.Iは、実験室株AD169のある領域のDNA
およびペプチドの配列を示す。この領域はgB遺伝子の一
部分である。DNAに対して番号は普通の使用、例えば、
欧州特許出願(EP−A)第236,145号に記載する使用に
従う。配列ID No.2は、Seq.ID No.Iのオープンリーデ
ィングフレームの翻訳を示す。番号はID No.1と同一の
使用に従う。
第1図はCMVの3つの実験室の試料および28の臨床的
分離物からのCMVのDNAのHing IIIの消化の分析を示す。
上記のgB分子のエピトープは生物学的研究および臨床
目的の両方のために実験室で特に重要なものである。抗
体7−17のような、これらのエピトープに対する抗体は
診断剤として使用されるものである。さらに、CMVは潜
在性を確立することができかつ潜在的に発癌性であるの
で、生の弱毒化CMVワクチンの使用を排除する。したが
って、潜在的CMVワクチンは多分弱毒化ワクチンよりむ
しろ重要なウイルスのタンパク質に基づくであろう。
gBの1または2以上のエピトープに基づくCMVに対す
るワクチンは、ワクチンがに基づく実験室株の対応する
エピトープが臨床的株に相当する場合、臨床的実施にお
いて直面するCMVの野生型株に対してのみ有効であろ
う。同様に、実験室株に対してレイズされた抗体は、抗
体がそれに対してレイズされた抗体ものと、同一でない
にしても、それに密接に類似するエピトープを含む、CM
Vの臨床的分離物のみを検出するであろう。明らかなよ
うに、実験室株と臨床的株との間の差は、無効である
か、あるいは誤った陰性を与える診断の抗体である、CM
Vに対してワクチンを生ずるであろう。
今回、われわれは、臨床的CMV試料を分離しそしてHin
g IIIを使用する制限酵素の消化により分析した。第1
図は、臨床的株(1−28)の中に見いだされる28のCMV
株についてのこのような分析および3つに組織培養株、
AD169(A)、トウネ(Towne)(T)およびデイビス
(Davis)(D)との比較を示す。各分離物は独特なHin
g III制限プロフィルを有するが、各プロフィルは3つ
の実験室適合株の面で分離するように思われる多形性を
含有する。例えば、AD169の断片Jはトウネ(Towne)お
よびデイビス(Davis)株において追加のHind III部位
を含有するし、そしてこの特徴を、また、臨床的試料9
−12および28が共有する。すべて必要に応じて、多少の
特異的多形性あ野生型ペリプラスミック内により頻繁に
存在することがあり、ウイルスのある種の株のみが複製
能力をもつこと、およびこれらが臨床的検体の培養後に
観察される種であることを説明する。
しかしながら、前述の型の全体の制限分析は、配列の
異質性の機能的重要性について情報を提供しない。ま
た、この分析により同定されない、大規模の多形性断片
内に配列の異質性が存在することがある。こうして、gB
領域の制限酵素の分析は実験室株と臨床的株との間の類
似性を示すことがあるが、特異的配列の変化に関する情
報を推定することができない。例えば、制限部位におけ
る変化が重要なエピトープにおいて、あるいはこのよう
な領域の外側で起こるかどうかを決定することができな
い。
今回、われわれは、DNA配列の変化が存在し、それら
のあるものは、CMVの臨床的分離物のgB解読領域におい
て、アミノ酸の変化を生ずることを発見した。これはは
抗体7−17により認識されるエピトープにおいて配列の
変化を含む。
CMVはこの分野において知られている任意の適当な手
段により分析できるが、CMVウイルスの大きさは、235kb
のにおいて人間を感染することが知られている最も長い
ウイルスのゲノムであり、多数の試料における変化を分
析すべきとき、いくつかの技術の使用を排除する。われ
われはポリメラーゼ連鎖反応(PCR;Saik et al.、198
8)を使用して、各臨床的CMV分離物の各々の問題の中和
性エピトープを包含する。gB遺伝子からの100ヌクレオ
チドの断片を増幅した。次いで増幅したDNAを適当なプ
ラスミドのベクターの中にクローニングし、そして各分
離物の少なくとも3つの個々のクローンのDNA配列を決
定する。得られた特定の結果を下の実施例において表さ
れている。
同定したDNAの株の多数はアミノ酸配列に対して変化
を生じないが、ある種の変化はgBの従来決定されたアミ
ノ酸配列に対する変更を事実を生ずる。とくに、アミノ
酸残基のNo.612、ロイシン、は置換できる残基として同
定された。さらに詳しくは、この残基はHis、Valまたは
Pheにより置換することができる。残基No.622、アスパ
ラギン、は、また、置換することができる。とくに、そ
れはチロシンで置換することができる。残基No.645、ア
スパラギン酸、は、また、置換することができる。とく
に、それはグリシンで置換することができる。
中和性エピトープのアミノ酸配列に対する変化はこと
に有意にである。なぜなら、これは変更しないエピトー
プに対する抗体が変化したエピトープを認識することが
できないようにすることがあるからである。同様に、臨
床的試料を、変更しないペプチド配列からなるペプチド
を使用して、CMVのエピトープに対する抗体の存在につ
いて分析している場合、このような抗体は、変更したエ
ピトープに対して産生された場合、検出されないことが
ある。
臨床的場合において、これは、試料がCMVの存在につ
いて分析されている場合、誤った陰性の結果を生ずるこ
とがある。
かくして、本発明は次のものを提供する: Seq.ID No.Iの配列に関して少なくとも1つの配列の
変異、例えば、1、2、3または4〜10の変異を含み、
その変異はオープンリーディングフレームの翻訳の変更
を生ずるものであり、ただし、該配列の変異を有するCM
Vのゲノムは野生型CMVの再生を支持する宿主系において
再生することができ、変異が (i) 1991 T−A (ii) 1990 C−G (iii) 1990 C−T (iv) 2020 A−T (v) 2090 A−G から選ばれる置換であるSeq.ID No.Iの配列を有するDN
Aまたは該DNAの断片; 上記の型のとくに好ましいDNA断片は、ヌクレオチド1
981〜2034または2068〜2115のいずれかに相当するもの
およびそれらの断片である; 組み換えベクター、例えば、プラスミド、ファージま
たはウイルス、これらはこのようなDNAを有し、そして
必要に応じて前記ベクターの選択のための配列および/
またはDNAの発現のためのシグナルを含有する;および 上記ベクターでトランスフェクションまたは形質転換
された、細胞、例えば、バクテリア、酵母菌、昆虫また
は哺乳動物の細胞。
本発明のDNA配列は、好ましくは、配列ID No.Iの対
応する長さの領域に対して少なくとも80%、例えば、9
0、95または99%の相同性を有するであろう。
本発明はまた、Seq.ID No.2の配列に関して少なくと
も1つの配列の変異、例えば、1、2、3または4〜10
の変異を含み、ただし、該配列の変異を有するタンパク
質を含んでなるCMVは野生型CMVの再生を支持する宿主系
において再生することができ、配列の変異が (i) 612 Leu→His (ii) 612 Leu→Val (iii) 612 Leu→Phe (iv) 622 Asn→Tyr、または (v) 645 Asp→Gly から選ばれる置換であるSeq.ID No.2の配列を有するペ
プチドまたは該ペプチドの断片を提供するものであり、
上記の型のとくに好ましいペプチド断片は、上記(i)
〜(iv)に記載の置換を有するHCMV gBタンパク質の残
基609〜629に相当するもの、または上記(v)に記載の
置換を有するHCMV gBタンパク質の残基638〜653に相当
する断片である。
622における置換は単独であるいは互いにまたは612に
おける置換、例えば、612Leu−Hisと組み合わせて起こ
ることができる。
本発明のペプチド配列は、好ましくは配列ID No.2の
対応する長さのある領域に対して少なくとも80%、例え
ば、85%または90%相同性である。
ペプチドはペプチド化学の分野において知られている
合成手段によるか、あるいは組み換え手段、例えば、前
述の型の発現ベクターを使用する組み換え手段により産
生することができる。
用語「CMVの特性を保持する」は、本発明のDNA(また
はペプチド)配列をgB遺伝子(またはタンパク質)の中
にを含め、引き続いてこれはCMVの一部分を形成すると
き、CMVのゲノムが実質的に野生型CMV株と同様な方法で
宿主系において再生することができることを意味する。
本発明のDNA(またはペプチド)配列からなるCMVウイル
スは、宿主細胞の中のその再生に必須なタンパク質を産
生することができ、そしてまた、ウイルス粒子の形成に
ついて互いにアソシエーションすることができる他のタ
ンパク質を産生することができる。
本発明は、さらに、配列の変異を選択的に認識する本
発明のペプチドに対する抗体を提供する。抗体はポリク
ローナルまたはモノクローナルであることができる。
ポリクローナル抗体は普通の手段により、例えば、宿
主動物、例えば、ラットまたはウサギに、必要に応じて
担体と結合した、本発明のペプチドを注射し、そして免
疫血清を回収することによって産生することができる。
モノクローナル抗体は、また、普通の方法により、例
えば、ポリクローナル抗体の調製について前述の手順に
従うが、宿主動物を殺し、そしてその脾細胞を永久分裂
能化細胞系、例えば、マウス骨髄腫細胞系と融合するこ
とによって産生することができる。
本発明による抗体は、全抗体またはその結合性断片、
すなわち、それがレイズされた抗原に結合する能力を保
持する断片であることができる。抗体は、また、変更し
た抗体、例えば、欧州特許出願(EP−A)第0125023号
(Genentech)に記載するようなヒト化抗体、または欧
州特許出願(EP−A)第0239400号(Winter)に記載す
るようなキメラ抗体を包含する。
本発明は、さらに、本発明のペプチドまたは前述の型
のそれに対する抗体からなり、前記ペプチドまたは抗体
は必要に応じて、例えば、固定化および/または酵素、
蛍光性マーカーまたは放射線標識で標識されていてもよ
い、試料、例えば、患者の血清の中のCMVウイルス株ま
たはその株に対する抗体の存在を検出するキットを提供
する。
CMVウイルスは、試料の中において、上のペプチドを
結合剤として使用して抗体の存在または不存在を探す
か、あるいは前述したような本発明の抗体を使用してCM
Vウイルスのペプチドの存在または不存在を探すことに
よって検出することができる。
本発明は、さらに、前述の型のペプチドまたは抗体お
よび製剤学的に許容されうる担体または希釈剤からな
る、CMVウイルスの感染の処置または予防のためのワク
チンを提供する。ペプチドのワクチンは遊離ペプチド、
担体分子に取り付けられたペプチドとして投与すること
ができるか、あるいは臨床的に許容されうる担体のウイ
ルス、例えば、ワクシニアウイルスの組み換えエピトー
プの一部分を形成することができる。
本発明はさらに、本発明のペプチドもしくは断片また
は本発明のタンパク質、あるいは本発明の抗体または断
片、および製剤学的に許容されうる担体または希釈剤を
含んでなる製剤学的組成物を提供する。
本発明はまた、ヒトおよび動物の体の処置、治療また
は診断の方法において使用するための本発明の製剤学的
組成物を提供する。
本発明はさらに、ポリメラーゼ連鎖反応を、本発明の
DNAまたはその断片を含有する疑いのある試料について
実施することからなり、ここでポリメラーゼ連鎖反応に
おいて使用するプライマーが、 であることを特徴とする本発明のDNAまたはその断片の
検出方法を提供する。
次の実施例によって、本発明をさらに説明する。
実施例1 ロイアル・フリー・ホスピタル(Royal Free Hospi
tal)において腎臓または骨髄の移植を実施する患者
は、毎週集めた尿、唾液および血液の監視の培養物を有
する。臨床的検体をCMVの存在について試験し、そしてC
MV培養のために一次ヒト胚肺線維芽上に同時に接種し
た。
HCMVの臨床的分離物を一次ヒト胚肺線維芽の中で1〜
2継代培養のために増殖させた。ウイルスのDNAを次の
ようにして分離した:培養の上澄み液を廃棄した後、溶
菌緩衝液(0.1モルのトリスHCl、pH7.5、0.001モルのED
TA、0.5%のSDS)を細胞に添加し、そして染色体のDNA
をリゼイトから4℃においてNaCl(5モル;0.25体積)
で一夜沈澱させることによって除去した。4℃において
20,000gで30分間遠心した後、ウイルスのDNAを含有する
上澄み液を集めた。ウイルスのDNAをプロテイナーゼK
(200μg/ml)で処理することによって精製し、次いで
フェノール/クロロホルムで抽出し、そして最後にエタ
ノールで沈澱させた。
HCMVの各臨床的分離物から誘導されたDNAをHind III
で消化し、そして生ずるDNA断片を0.7%のアガロースゲ
ルを通す電気泳動により分割した。DNA断片をナイロン
のフィルター(Hybond N、Amersham Internationa
l)に移し、そしてランダムプライミングキット(Amers
ham International)および確立された方法(Sambrook
et al.、1989)を使用して、HCMV AD169ゲノムの独
特の長いおよび独特の短い領域からの32P標識したクロ
ーニングしたHind III制限断片を使用してプロービング
した。
PCR増幅を、本質的にサイキ(Saiki)および共同研究
者ら(1986)が記載するように実施した。PCR増幅に使
用したプライマーは次の通りであった: この反応混合物は次の成分を含有した:CMVのDNA(100n
g)、25ミリモルのトリスHCl、pH8.9、17ミリモルの硫
酸アンモニウム、3ミリモルの塩化マグネシウム、10ミ
リモルの2−メルカプトエタノール、0.002%のゼラチ
ン、1μモルの5′−リン酸化(Sambrook et al.、1
990)HCMV特異的プライマー、200μモルのデオキシヌク
レオチド(dATP、dCTP、dTTP)および1単位のTaqポリ
メラーゼ(Amplitaq、Perkin Elmer−Cetus)、合計の
体積100μl。この反応混合物を100μlの鉱油でオーバ
ーレイし、そして試料を95℃に6分間加熱することによ
って変性し、次いでハイバイド(Hybaid)熱反応器(HB
TR1)を使用して35のPCRサイクルにより増幅した。1サ
イクルは94℃における90秒間の変性、60℃における90秒
間のプライマーのアニーリングおよび72℃における120
秒間の伸長を包含した。最後のサイクル後、試料を72℃
においてさらに10分間インキュベーションした。
増幅した産生物(100塩基対)を臭化エチジウムを含
有する1.6%のアガロースゲル上で分析し、そしてそれ
らが本物であることをサザンブロッティングおよび32P
標識AD169Hind III Fプローブとのハイブリダイゼー
ションにより確証した。
100塩基対のPCR増幅した産生物をデオキシヌクレオチ
ドトリホスフェート(2.5ミリモル)の存在下にDNAポリ
メラーゼI(Amersham)のクレノー断片で処理して、平
滑末端の断片をつくり、次いでサムブルック(Sambroo
k)ら(1989)が記載するようにポリヌクレオチドキナ
ーゼおよびATPで5′リン酸化した。生ずる断片をSma I
切断した脱リン酸化pT7T3/18U(Pharmacia)の中に結合
した。成分E.coliJM109の形質転換後、断片を含有する
クローンを32P標識AD169Hind III Fプローブを使用す
るコロニーのハイブリダイゼーションにより同定した
(Sambrook et al.、1989)。
クローンをチェン(Chen)およびシーバーグ(Seebur
g)(1985)が開発したプラスミド配列決定プロトコル
に従い両者の鎖について配列決定した。少なくとも3つ
のクローンをCMV臨床的分離物から誘導したPCR産生物に
ついて両者の鎖上で配列決定して、手順反応の信頼性を
確証した。
表1はこれらの分離物において検出された変化を示
す。使用した番号は取り付けた配列のリストに相当す
る。
増幅した領域についてのアミノ酸配列は、トリプレッ
トのコドンの表示によりDNA配列から決定した。
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ウツ(Utz)U ea al.、ウイルス学誌(J.Virolog
y)、63:1995−2001。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G01N 33/53 G01N 33/53 D 33/569 33/569 J //(C12N 1/21 C12R 1:19) (C12P 21/02 C12R 1:19) (72)発明者 エメリー,ビンセント イギリス国ロンドン エヌダブリユー3 2キユージー・ハンプステツド・ポン ドストリート (番地なし)・ロイヤル フリーホスピタルスクールオブメデイシ ン・デパートメントオブバイロロジー (72)発明者 グリフイス,ポール イギリス国ロンドン エヌダブリユー3 2キユージー・ハンプステツド・ポン ドストリート (番地なし)・ロイヤル フリーホスピタルスクールオブメデイシ ン・デパートメントオブバイロロジー (56)参考文献 特開 昭62−296891(JP,A) 特表 昭63−502722(JP,A) 国際公開89/7143(WO,A1) J.Virol.,Vol.63,N o.5(1989)p.1995−2001 J.Gen.Virol.,Vol. 70,Pt.4(1989)p.979−985 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12N 15/38 C07K 14/045 BIOSIS(DIALOG) WPI(DIALOG) CA(STN) REGISTRY(STN) GenBank/EMBL/DDBJ/G eneSeq SwissProt/PIR/GeneS eq

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Seq.ID No.Iの配列を有するDNAまたは該D
    NAの断片であって、該DNAまたはその断片は、Seq.ID N
    o.Iの配列に関して少なくとも1つの配列の変異を含
    み、その変異はオープンリーディングフレームの翻訳の
    変更を生ずるものであり、ただし、該配列の変異を有す
    るCMVのゲノムは野生型CMVの再生を支持する宿主系にお
    いて再生することができ、変異が (i) 1991 T−A (ii) 1990 C−G (iii) 1990 C−T (iv) 2020 A−T (v) 2090 A−G から選ばれる置換であるSeq.ID No.Iの配列を有するDN
    Aまたは該DNAの断片。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のDNAまたは断片を含有す
    る組換えベクター。
  3. 【請求項3】請求項2に記載のベクターを保有する宿主
    細胞。
  4. 【請求項4】Seq.ID No.2の配列を有するペプチドまた
    は該ペプチドの断片であって、該ペプチドまたは該ペプ
    チドの断片は、Seq.ID No.2の配列に関して少なくとも
    1つの配列の変異を含み、ただし、該配列の変異を有す
    るタンパク質を含んでなるCMVは野生型CMVの再生を支持
    する宿主系において再生することができ、配列の変異が (i) 612 Leu→His (ii) 612 Leu→Val (iii) 612 Leu→Phe (iv) 622 Asn→Tyr、または (v) 645 Asp→Gly から選ばれる置換であるSeq.ID No.2の配列を有するペ
    プチドまたは該ペプチドの断片。
  5. 【請求項5】請求項4の(i)〜(iv)に記載の置換を
    有するHCMV gBタンパク質の残基609〜629に相当する断
    片または請求項4の(v)に記載の置換を有するHCMV
    gBタンパク質の残基638〜653に相当する断片である請求
    項4に記載のペプチドまたは断片。
  6. 【請求項6】請求項4または5に記載のペプチドまたは
    断片を含んでなる、試料中のCMVウイルス株または該株
    に対する抗体の存在を検出するためのキット。
  7. 【請求項7】ポリメラーゼ連鎖反応を、請求項1に記載
    のDNAまたはその断片の含有する疑いのある試料につい
    て実施することからなり、ここでポリメラーゼ連鎖反応
    において使用するプライマーが、 であることを特徴とする請求項1に記載のDNAまたはそ
    の断片の検出方法。
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