JP3745370B2 - イヌヘルペスウイルスgB、gCおよびgDの、核酸およびアミノ酸配列とその利用 - Google Patents
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Description
本発明はイヌヘルペスウイルス(CHV)、ヌクレオチドまたは単離されたCHV gB、gC、gD糖タンパク質をコードしている核酸、およびそれらのアミノ酸配列、例えばワクシニアおよびアビポックスウイルス組換体等の組換えポックスウイルス等のベクターであってCHV gB、gCおよび/またはgDをコードしているかまたはそれらを発現するもの、それらからの糖タンパク質、ワクチン、核酸(例えば、組換えポックスウイルス、CHV gB、gCおよび/またはgDコードを含有し、それらからの糖タンパク質を発現するワクシニアまたはアビポックスウイルス組換え体等のベクター由来)由来の、または、例えばベクター系内でのヌクレオチドの発現等により得られた糖タンパク質由来の、免疫学的または抗原的組成物に関し、また、前記ヌクレオチド、糖タンパク質、および組成物を用いる方法に関する。
以下の文中でいくつかの文献を、「参考文献」と表題を付した部分での完全なそれぞれの列挙とともに、引用している。文中において引用された出版物はこれにより文書中に参考文献として取り込まれている。
発明の背景
イヌヘルペスウイルス(CHV)は、新生児の子犬においては致命的な出血性の疾患を、成犬においては自己限定的な、通常は潜在性の、上部呼吸道感染を引き起こす(Appel,1987)。CHVの遺伝子構造についてはほとんど知られていない。遺伝子はまだマッピングされておらずヌクレオチド配列も公表されていない。特に、免疫関連遺伝子をコードしている遺伝子はまだ同定されていない。
ヘルペスウイルス糖タンパク質は、例えば細胞付着および貫通、細胞から細胞へのウイルスの拡散、および重要なことには感染の病原性プロフィールの決定などの必須のウイルス機能を成立させる。ヘルペスウイルス糖タンパク質は宿主の免疫系との相互作用において重要な成分である(Spear,1985a;Spear,1985b)。ヘルペスウイルス糖タンパク質は液体性および細胞性の両方の免疫システムで認識される抗原であり、ワクチン接種された宿主中で防御免疫反応を喚起することが知られている(Wachsman et al.,1987;Marchioli et al.,1987;Eberle et al.,1980;Papp−Vid et al.,1979)。
ヘルペスウイルスの感染の間、免疫反応の大部分はウイルスエンベローブ糖タンパク質に対して向けられている。これらの抗原は液体性および細胞性の両方の免疫反応を引き出すことが示されている。他のヘルペスウイルスの系では、ヘルペスウイルスgB、gC、および/またはgD糖タンパク質による免疫化で防御免疫反応を誘導可能であることが、いくつかの報告で示唆されている。
単純ヘルペスウイルスの十分に特徴づけられた糖タンパク質には、gB、gC、gD、gE、gG、gH、gI、gJ、gK、gLおよびgMがある(Spear,1985a;Spear,1985b;Ackermann et al.,1986;Frink et al.,1983;Frame et al.,1986;Longnecker et al.,1987;Richman et al.,1986;Swain et al.,1985;Zezulak,1984;Roizman and Sears,1990;Hutchinson et al.,1992a;Hutchinson et al.,1992b;Bains and Roizman,1993)。多くの研究が単純ヘルペスウイルスの糖タンパク質の免疫反応の誘導における重要性を示してきた。このように、gBおよびgDが重要な免疫反応を誘導可能であることが報告されている(Berman et al.,1983;Cantin et al.,1987;Cremer et al.,1985;Lasky et al.,1984;Martin et al.,1987a;Martin et al.,1987b;Paoletti et al.,1984;Perkus et al.,1985;Rooney et al.,1988;Wachsman et al.,1987;Zarling et al.,1986a;Zarling et al.,1986b)。gCはクラスI限定細胞障害性リンパ球を刺激することが可能である(Glorioso et al.,1985;Rosenthal et al.,1987)一方で、gDはクラスII細胞障害性T細胞反応を刺激することが可能である(Martin et al.,1987a;Martin et al.,1987b;Wachsman et al.,1987;Zarling et al.,1986a;Zarling 1986b)。gGは複合体依存性のウイルス中和のための抗体の標的であることが示されている(Sullivan et al.,1987;Sullivan et al.,1988)。他のヘルペスウイルスの由来の多くの糖タンパク質についてもまた、重要な免疫反応を誘導することが知られている。
ウマヘルペスウイルスの両方の亜型は6種類の多量糖タンパク質を発現する(Allen et al.,1986;Allen et al.,1987)。gp2、gp10、gp13、gp14、gp17/18およびgp21/22aをコードしているDNA配列のゲノム部位は、ラムダgtll発現ベクターおよびモノクローナル抗体を用いて同定されている(Allen et al.,1987)。糖タンパク質gp13およびgp14は、単純ヘルペスウイルスマップの、gCおよびgDがそれぞれ相同性を有する、ゲノムのL成分の内部に位置している(Allen et al.,1987)。これらのエンベローブ糖タンパク質は、液体性および細胞性の両方の宿主免疫反応の誘導に関与する、単純ヘルペスウイルスの決定的免疫原であり(Ben−Porat et al.,1986;Cantin et al.,1987;Glorioso et al.,1984;Wachsman et al.,1988;Wachsman et al.,1989)、そのためワクチン設計を試みるものの最も高い関心の対象である。
近年、EHV−1のKentucky T431株の、gp13をコードしている転写単位のヌクレオチド配列が報告された(Allen et al.,1988)。その糖タンパク質は単純ヘルペスウイルス(HSV)のgC−1およびgC−2、仮性狂犬病ウイルス(PRV)gIIIおよびバリセラ−ゾスターウイルス(varicella−zoster virus;VZV)gpVと相同性を有することが示された(Allen et al.,1988)。EHV−1 gp13はこのように、ヘルペスウイルスgC−類似糖タンパク質の構造的な相同体である。
EHV−1 gp14のヌクレオチド配列(Whalley et al.,1989;Riggio et al.,1989)が近年報告された。予測されるgp14糖タンパク質のアミノ酸配列の解析により、対応する糖タンパク質HSV、gBとの顕著な相同性が明らかとなった。
いくつかのEHV−1糖タンパク質に対するモノクローナル抗体が中和することが示された(Sinclair et al.,1989)。受動免疫実験により、gp13もしくはgp14(Simizu et al.,1989)、又はgp13、gp14、もしくはgp17/18(Stokes et al.,1989)に対するモノクローナル抗体はハムスターを致死投与から防御することが可能であることが示された。他のgBおよびgC糖タンパク質アナログもまた、アルファヘルペスウイルスにより引き起こされる疾患に対する防御に関与している(Cantin et al.,1987;Cranage et al.,1986;Glorioso et al.,1984)。
仮性狂犬病ウイルス(PRV)、アルファヘルペス、は、オーエスキー病の原因となる作用物である。PRVゲノムは90x106ダルトンの、逆反復配列によってユニークロング(UL)部分またはユニークショート(US)部分(Stevely、1977;Ben−Porat et al.,1979)に分けられる二本鎖DNAから成る(Rubenstein et al.,1975)。PRVゲノムは約100の、発現が他のヘルペスウイルスに類似したカスケード様の方式で制限されているポリペプチドをコードしている(Ben−Porat et al.,1985;Hampl et al.,1984)。
PRV糖タンパク質gp50は、1型単純ヘルペスウイルス(HSV−1)gDのアナログである(Wathen et al.,1984)。DNAオープンリーディングフレームは402のアミノ酸をコードしている(Petrovskis et al.,1986)。成熟したグリコシル化型(50−60kDa)は、N−リンク型グリコシル化なしで、O−リンク型炭水化物を含む(Petrovskis et al.,1986)。ブタ血清はPRV gp50と非常に反応性が高く、その免疫原としての重要性を示唆している。gp50に対するモノクローナル抗体は生体外でPRVを補体とともに、または補体なしで中和し(Wathen et al.,1984;Wathen 1985;Eloit et al.,1988)、受動的にマウス(Marchioli et al.,1988;Wathen 1985;Eloit et al.,1988)およびブタ(Marchioli et al.,1988)を防御する。PRV gp50を発現するワクシニアウイルス組換体は血清中和抗体を誘導し、致死量のPRV投与からマウスとブタの両方を防御した(Kost et al.,1989;Marchioli et al.,1987;Ishii et al.,1988)。
PRV gIIIはHSV−1 gCのアナログである(Robbins et al.,1986)。HSVgCによるPRVIIIの機能的置換は観察されなかった(Whealy et al.,1989)。PRV gIIIは生体外での複製には必須ではないが(Wathen et al.,1986;Robbins et al.,1986)、成熟グリコシル化型(98kDa)はPRVエンベローブの多量の構成成分である。抗gpIIIモノクローナル抗体は生体外でウイルスを補体とともに、または補体なしで中和し(Hampl et al.,1984;Eloit et al.,1988;Wathen et al.,1986)、受動的にマウスとブタの両方を防御する(Marchioli et al.,1988)。PRV糖タンパク質gIIIは、大腸菌で発現されたCro/gIII融合タンパク質により免疫化した後(Robbins,A.,R.watson,L.Enquist,ヨーロッパ特許出願0162738A1)又はワクシニア組換体中で発現された時(Panicali,D.,L.Gritz,G.Mazzara,ヨーロッパ特許出願0261940A2)、ネズミとブタを致死量のPRV投与から防御することができる。
PRV gpIIはHSV−1 gB相同体である(Robbins et al.,1987)。PRV gpIIを標的としたモノクローナル抗体はウイルスを生体外で(Ben−Porat et al.,1986)補体とともに又は補体なしで(Wittmann et al.,1989)中和する。さらに、受動免疫の研究により、中和モノクローナル抗体は部分的にブタを防御する(Marchioli et al.,1988)ことが示された。仮性狂犬病ウイルス(PRV)gII(gB)またはgp50(gD)を発現するNYVAC(高度に弱毒化されたワクシニアウイルス)をベースとした組換体により免疫化することにより、毒性PRV投与からブタを保護できることが示された(Brockmeier et al.,1993)。さらに、PRV gIIおよびgp50、またはgII、gIII(gC)およびgp50を発現するワクシニア組換体は、gIIまたはgp50のみを発現する組換体よりも高いレベルの防御を引き出すことが示され、これらの糖タンパク質の潜在的な相乗作用の効果が示唆された(Riviere et al.,1992)。
1型単純ヘルペスウィルス(HSV1)ゲノムは、少なくとも11の抗原的に区別できる糖タンパク質をコードしている:gB、gC、gD、gE、gG、gH、gI、gJ、gK、gLおよびgM(Roizman et al.,1990)。精製されたHSV1 gB、gCまたはgDにより免疫化されたマウスは致死量のHSV1投与に対して防御される(Chan,1983)。マウスはまた、HSV1(Davis et al.,1979)またはHSV2(Oakes et al.,1978)ウイルス全体に対する抗体、および個々のHSV2 gB、gC、gDまたはgE糖タンパク質に対する抗体(Balachandran et al.,1982)による受動免疫によって、致死量のHSV1またはHSV2投与に対して防御された。
HSV1 gB(McLaughlin−Taylor et al.,1988)およびHSV1 gC(Rosenthal et al.,1987)ウイルスを発現するワクシニアウイルスベクターは、細胞障害性T細胞反応を誘導することが示された。加えて、HSV1 gB(Cantin et al.,1987)、HSV1 gC(Weir et al.,1989)またはHSV1 gD(Paolettiet et al.,1984)のいずれかを発現する組換えワクシニアウイルスにより免疫化されたマウスは致死量のHSV1投与に対して防御されることが示された。HSV1 gDを発現する組換えワクシニアウイルスもまた、モルモットモデル系においてHSV2に対して防御的であることが示された(Wachsman et al.,1987)。
ウシヘルペスウイルス1(BHV)は30以上の構造的ポリペプチドを指定しているが、そのうち11はグリコシル化されている(Misra et al.,1981)。これらの糖タンパク質のうちの3つ、gI、gIIIおよびgIVは、特徴付けがなされ、単純ヘルペスウイルス(HSV)糖タンパク質gB、gC、およびgDと相同的であることが発見されている(Lawrence et al.,1986;Zamb,1987)。精製されたウシヘルペスウイルス1型(BHV1)gI(gB)、gIII(gC)および/またはgIV(gD)による免疫化により、BHV1/Pasteurella haemolytica投与に対して牛は防御された(Babiuk et al.,1987)。
ネコヘルペスウイルス1型(FMV−1)は少なくとも23の異なったタンパク質を含むことが知られている(Meas et al.,1984;Fargeaud et al.,1984)。これらのうち、少なくとも5つが120kDaから60kDaの範囲で報告されている分子量でグリコシル化されている(Fargeaud et al.,1984;Compton、1989)。FHV−1の糖タンパク質は免疫原性であることが示されている(Meas et al.,1984;Compton,1989)。いくつかの他のアルファヘルペスウイルスのように、FHV−1はHSV−1の糖タンパク質B(gB)と相同性を有していると見られる(Maeda et al.,1992)。FHV−1 gB糖タンパク質は、B−メルカプトエタノールによって、66kDaと60kDaの2つの糖タンパク質に解離する134kDaの複合体である。FHV−1DNAゲノムは大きさでおよそ134kbである(Rota et al.,1986)。
ヒトBリンパ栄養ヘルペスウイルスであるエプスタイン−バーウイルス(EBV)は、亜科ガンマヘルペスウイルスに属するリンホクリプトウイルス属の仲間である(Roizman et al.,1990)。VZV(Davison et al.,1986)、HSV1(McGeoch et al.,1988)、MCHV(Chee et al.,1990)およびEHV1(Telford et al.,1992)のゲノムと同様に、EBVのゲノムは完全にシークエンスされているので(Baer et al.,1984)、これらの異なったヘルペスウイルスの数多くの相同性が記述されている(Kieff et al.,1990)。
ヒトサイトメガロウイルス(HCMV)はベータヘルペスウイルス亜科(ヘルペスウイルス科)に属する。免疫学的に区別できる、HCMVエンベローブに関連する糖タンパク質の3つの科が記述されている(Gretcn et al.,1988):gCI(gp55およびgp93−130);gCII(gp47−52);およびgCIII(gp85−p145)。gCIをコードしている遺伝子は、HSVIgBと相同的である。
さらに、マレック病ウイルス(Marek’s disease virus;MDV)gBを発現する鶏痘ウイルス組換体での免疫化は、ニワトリを毒性MDV投与に対して防御することが示された(Nazarian et al.,1992)。
これらの研究の結果は、gB、gCおよび/またはgD糖タンパク質に対する免疫反応により目的とする種の動物をヘルペスウイルス投与に対して防御可能であること、および、CHV gB、gCおよびgD糖タンパク質に対応するヌクレオチドの供与は、それにより糖タンパク質、および、ベクターシステム又は糖タンパク質からの抗原性、免疫性またはワクチン組成物の供与が可能となるため、現在の技術水準以上の有用な進歩であることを示唆している。
さらに、ヌクレオチドの発現による糖タンパク質は、血清等の試料中の糖タンパク質の存在または不在およびそれによるCHV、または、(CHVに、または糖タンパク質に対する)免疫性もしくは抗原性反応の存在または不在の確認のための抗体結合診断アッセイ、キットまたは試験にさらに用いることができる抗体の誘発にも利用することができる。このように、CHV gB、gCおよびgD糖タンパク質に対応するヌクレオチドの供与からは多くの用途が生じる。
例えばラムダ等のファージやE.coliシステム等の、多様な外来性DNAの発現のためのベクターシステムが存在する(Allen et al.,1987;Robbins、EPA 0162738A1;Panicali、EPA 0162738A1、これらはそれぞれここに参考文献として特に取り込まれている。)
ワクシニアウイルスと、近年は他のポックスウイルスが、外来性遺伝子の挿入と発現のために用いられている。生きている感染可能なポックスウイルス中への外来遺伝子の挿入の基本技術は、ドナープラスミド中の外来遺伝子要素に隣接しているポックスDNA配列とレスキューポックスウイルス中に存在する相同配列との間での組み換えに関与している(Piccini et al.,1987)。
特に、ポックスウイルス組換体は、この分野で公知であり、それらの開示が参考文献としてここに取り込まれている米国特許第4769330号、同第4772848号、同第4603112号、同第5100587号および同第5179993号に記載されている、例えばワクシニアウイルスやアビポックスウイルス人工組換体の創出のための方法に類似である、2段階の工程により構築される。
第一に、ウイルス中に挿入されるDNA遺伝子配列、特に非ポックス源由来のオープンリーディングフレームを、ポックスウイルスのDNA部分と相同であるDNAが既に組み込まれたE.coliプラスミド構築物中に配置する。
別に、挿入されるDNA遺伝子配列をプロモーターと連結する。プロモーター−遺伝子連結物を、プロモーター−遺伝子連結物がその両端において、非必須座を含むポックスDNA領域に隣接しているDNA配列と相同的であるDNAと隣接するように、プラスミド構築物中に配置する。その結果生成されたプラスミド構築物は、続いてE.coliバクテリア内での増殖により増幅され(Clewell、1972)単離される(Clewell et al.,1969;Maniatis et al.,1982)。
第二に、挿入されるDNA遺伝子配列を含む単離されたプラスミドを、例えばニワトリ胚繊維芽細胞等の細胞培養へ、ポックスウイルスとともに形質移入する。プラスミド中の相同ポックスDNAとウイルスゲノムそれぞれとの間の組み換えにより、ゲノムの非必須領域内の外来DNA配列の存在により改変されたポックスウイルスが供与される。「外来」DNAという用語は、外因性DNA、特に非ポックス源由来のDNAで、そのDNAが配置されたゲノムによっては本来産成されない遺伝子産物をコードしているものを指す。
遺伝子的組み換えとは一般に、2本のDNA鎖の間のDNAの相同性部分の交換である。ある種のウイルスにおいては、RNAがDNAと置換しうる。核酸の相同性部分とは、同じヌクレオチド塩基の配列を有する核酸(DNAまたはRNA)の部分である。
遺伝子的組み換えは感染した宿主細胞内での複製や新しいウイルスゲノムの製造の間に自然に行われる。このように、ウイルス遺伝子の間の遺伝子的組み換えは、2以上の異なったウイルス又は他の遺伝子的構築物が共感染した宿主細胞中においてもウイルス複製サイクルの間に起こりうる。第一のゲノムからのDNA部分が、DNAが第一のウイルスゲノムのDNAに相同的である、第二の共感染したウイルスのゲノム部分の構築において、相互転座可能に用いられる。
しかしながら、組み換えは、完全には相同的ではない異なったゲノムのDNA部分の間においてもまた行われる。もし、第一のゲノム由来の部分が、第一の部分の内部の、例えば遺伝子マーカー又は相同DNAに挿入された抗原決定基をコードしている遺伝子の存在を除いては、他のゲノム部分と相同的であるときは、組換えは起こり得、その組換えの生成物はその遺伝子マーカーや組換ウイルスゲノム中の遺伝子の存在により検出できる。ワクシニアウイルス組換体の創出のための付加的なストラテジーが最近報告されている。
挿入されたDNA遺伝子配列の、感染可能な改変されたウイルスでの成功裡の発現には2つの条件が必要である。第一には、改変されたウイルスが生存可能であるように、挿入はウイルスの非必須領域中でなければならない。挿入されたDNAの発現のための第二の条件は、挿入されたDNAと適切な関係にあるプロモーターの存在である。プロモーターは発現されるべきDNA配列の上流に位置するように配置されなければならない。
ワクシニアウイルスは、天然痘に対する免疫化のために成功裡に利用され、1980年には天然痘の世界中での根絶をついに達成した。その歴史の過程において、多くのワクシニア株が創成された。これらの異なった株は多様な免疫原性を示し、潜在的な合併症、そのもっとも深刻なものはワクチン後の脳炎と突発性発疹(Behbehani、1983)、と、様々な度合いで関連している。
天然痘の根絶とともに、遺伝子的に操作された外来遺伝子の発現のためのベクターとしての、ワクシニアの新しい役割が重要となった。数多くの異種抗原をコードしている遺伝子がワクシニア中で発現され、しばしば、対応する病原体の投与に対する防御免疫という結果となった(Tartaglia et al.,1990a中で総括)。
ワクシニアベクターの遺伝子的背景は、発現された外来免疫原の防御効率に影響を与えることが示されている。例えば、エプスタイン バール ウイルス(EBV)gp340の、ワクシニアウイルスのWyethワクチン株中での発現は、コットントップ タマリン(cottontop tamarin)をリンパ腫によって誘導されたEBVに対して防御しなかったが、同じ遺伝子のワクシニアウイルス WRラボラトリー株での発現は防御的であった(Morgan et al.,1988)。
効率とワクシニアウイルスベースの組換体ワクチン候補の安全性との間の精密なバランスは非常に重要である。組換ウィルスは、ワクチン接種された動物中で、防御的免疫反応を誘導するがいかなる重要な病原性性質をも欠如したやり方で免疫原(群)を供与しなければならない。それ故に、ベクター株の弱毒化は、現在の技術水準にわたって高度に好ましい進歩である。
数多くのワクシニア遺伝子が、組織培養における増殖に必須ではなく、その欠失もしくは不活性化が多くの動物システム中での毒性を減少するものであるとして同定されている。
ワクシニアウイルスチミジンキナーゼ(TK)をコードしている遺伝子がマッピングされ(Hruby et al.,1982)、配列決定された(Hruby et al.,1983;Weir et al.,1983)。チミジンキナーゼ遺伝子の不活性化もしくは完全な欠失は、ワクシニアウイルスの多様な組織培養細胞中での増殖を妨げない。TK-ワクシニアウイルスはまた、多様な宿主中の、多様な経路で接種された部位での生体内の複製能力も有している。
単純ヘルペスウイルス2型に対して、TK-ウイルスのモルモットへの経膣接種は、脊髄において、TK+ウイルスの接種と比較して顕著に低いウイルス力価という結果となることが示された(Stanberry et al.,1985)。生体外でTK活性をコードしているヘルペスウイルスは活動的に代謝している細胞中でのウイルス増殖にとっては重要ではないが、静止状態の細胞中での増殖には必要であることが示された(Jamieson et al.,1974)。
TK-ワクシニアの弱毒化は、大脳内および腹腔内経路で接種されたマウスにおいて示された(Buller et al.,1985)。弱毒化はWR神経毒性ラボラトリー株とWyethワクチン株の両方について観察された。皮内経路で接種されたマウスにおいて、TK-組換体は、相当する抗ワクシニア中和抗体を、親株のTK+ワクシニアウイルスに匹敵するほど発生させ、この試験システムにおいてはTK機能の欠失はワクシニアウイルスベクターの免疫原性を顕著には減少させないことが示唆された。それに続く、TK-およびTK+組み換えワクシニアウイルス(WR株)でのマウスの鼻腔内接種においては、脳を含む他の部位への顕著に少ない伝播が見られた(Taylor et al.,1991a)。
ヌクレオチド代謝に関与する他の酵素はリボヌクレオチド還元酵素である。ラージサブユニットをコードしている遺伝子の欠失による、単純ヘルペスウイルス(HSV)内のウィルスコードリボヌクレオチド還元酵素活性の欠損は、分裂中の細胞内でのウイルス増殖およびDNA複製に何も影響を与えないが、血清飢餓細胞におけるウイルス増殖能力を厳しく制限した(Goldstein et al.,1988)。目に対する急性のHSV感染および三叉神経の神経節における再活性化しうる潜在性の感染のためのマウスモデルを用いたところ、リボヌクレオチド還元酵素ラージサブユニットが欠失したHSVに関しては、野生型HSVによって示される毒性と比較して、減少された毒性が示された(Jacobson et al.,1989)。
リボヌクレオチド還元酵素の、スモール(Slabaugh et al.,1988)およびラージ(Schmitt et al.,1988)サブユニットの両方がワクシニアウイルスにおいて同定されている。挿入によるリボヌクレオチド還元酵素ラージサブユニットの失活は、ワクシニアウイルスのWR株において、マウスの頭蓋内接種によって測定されるウイルスの弱毒化につながる(Child et al.,1990)。
ワクシニアウイルス血球凝集素遺伝子(HA)はマッピングされ配列決定されている(Shida,1986)。ワクシニアウイルスHA遺伝子は、組織培養においての増殖には必須ではない(Ichihashi et al.,1971)。ワクシニアウイルスHA遺伝子の不活性化は、頭蓋内経路で接種されたウサギの神経毒性の減少および皮内接種の部位でのより少ない病斑という結果となる(Shida et al.,1988)。HA座は、ワクシニアウイルスのWR株(Shida et al.,1987)、リスター株(Lister strain)(Shida et al.,1988)およびコペンハーゲン株(Guo et al.,1989)において外来遺伝子の挿入に用いられた。外来遺伝子を発現する組換えHA-ワクシニアウイルスは免疫原性であり(Guo et al.,1989;Itamura et al.,1990;Shida et al.,1988;Shida et al.,1987)、対応する病原体の投与に対して防御的であることが知られている(Guo et al.,1989;Shida et al.,1987)。
牛痘ウイルス(ブライトン レッド株;Brighton red strain)は、赤い(出血性の)痘をニワトリの卵の漿尿膜上に生じさせる。牛痘ゲノム内の自然発生的欠失は、白い痘を生じさせる変異体を創成する(Pickup et al.,1984)。出血性機能(u)は初期遺伝子にコードされている38kDaのタンパク質に位置している(Pickup et al.,1986)。この遺伝子は、セリンプロテアーゼインヒビターと相同性を有し、牛痘ウイルスに対する宿主炎症性反応を阻害し(Palumbo et al.,1989)、血液凝固のインヒビターであることが示されている。
このu遺伝子は、ワクシニアウイルスWR株において存在している(Kotwal et al.,1989b)。外来遺伝子の挿入によってu遺伝子が不活性化されているWRワクシニアウイルス組換体を接種されたマウスは、u遺伝子が手を加えられていない同様の組換ワクシニアウイルスによって接種されたマウスと比べて、高いレベルで外来遺伝子産物に対する抗体を産成した(Zhou et al.,1990)。u領域はワクシニアウイルスコペンハーゲン株においても不全な機能しない型で存在している(オープンリーディングフレームB13およびB14 Goebel et al.,1990a,bで報告された用語による)。
牛痘ウイルスは感染した細胞内で細胞質A型封入体(ATI)として局在化される(Kato et al.,1959)。ATIの機能は動物から動物への伝播の間に牛痘ウイルス粒子を保護することであると考えられている(Bergoin et al.,1971)。牛痘ゲノムのATI領域は、ATIボディのマトリックスを形成する160kDaのタンパク質をコードしている(Funahashi et al.,1988;Patel et al.,1987)。ワクシニアウイルスは、ゲノム中に相同領域を有してはいるが、一般にATIを産生しない。ワクシニアWR株においては、ゲノムのATI領域は94kDaのタンパク質として翻訳される(Patel et al.,1988)。ワクシニアウイルスのコペンハーゲン株においては、ATI領域に相当するDNA配列の殆どが欠失しており、ATI領域の上流配列と融合された領域の3’末端が残存し、オープンリーディングフレーム(ORF)A26Lを形成している(Goebel et al.,1990a,b)。
多様な自然発生的な(Altenburger et al.,1989;Drillien et al.,1981;Lai et al.,1989;Moss et al.,1981;Paez et al.,1985;Panicali et al.,1981)および操作された(Perkus et al.,1991;Perkus et al.,1989;Perkus et al.,1986)ワクシニアウイルスゲノムの左端近くでの欠失が報告されている。10kbの自然発生的欠失を有するWR株(Moss et al.,1981;Panicali et al.,1981)は、マウスへの頭蓋内接種により弱毒化されることが示された(Buller et al.,1985)。この欠失はのちに17の潜在的ORFを含んでいることが示された(Kotwal et al.,1988b)。欠失領域の特異的遺伝子には、ビロキンN1L(virokine N1L)および35kDaタンパク質(C3L、Goebel et al.,1990a,bの報告の用語による)を含んでいる。挿入によるN1Lの不活性化は、頭蓋内接種による通常のマウスおよびヌードマウスの両方に対する毒性を減少させる(Kotwal et al.,1989a)。35kDaタンパク質はN1Lのようにワクシニアウイルス感染細胞の培地中に分泌される。このタンパク質は、補体調整タンパク質(complement control proteins)ファミリー、特に補体4B結合タンパク質(C4bp)に対する相同性を有している(Kotwal et al.,1988a)。細胞内C4bpのように、ワクシニア35kDaタンパク質は補体の第四成分に結合し、古典的補体カスケード(classical complement cascade)を阻害する(Kotwal et al.,1990)。このように、ワクシニア35kDaタンパク質は、ウイルスの宿主防御機構からの回避を援助することに関与しているものと見られる。
ワクシニアゲノムの左端、宿主領域遺伝子K1L(Gillard et al.,1986)およびC7L(Perkus et al.,1990)と同定されている2つの遺伝子を含んでいる。これらの遺伝子の両方の欠失は、ワクシニアウイルスの多様なヒト細胞系列における増殖能力を減少させる(Perkus et al.,1990)。
2つの付加的なワクチンベクターシステムが、本来宿主制限されたポックスウイルス、アビポックスウイルスの利用に関与している。ニワトリポックスウイルス(fowlpoxvirus;FPV)およびカナリアポックスウイルス(canarypoxvirus;CPV)が外来遺伝子産物の発現のために操作されてきている。ニワトリポックスウイルス(FRV)は、ポックスウイルス科アビポックスウイルス属の標準的なウイルスである。このウイルスは、1920年代以来、生弱毒化ワクチンの利用により良好に制御されている、経済的に重要な家禽病を引き起こす。アビポックスウイルスの複製は鳥類種に限られており(Matthews,1982b)、アビポックスウイルスが、ヒトを含む非鳥類種への生産的感染を引き起こしたという報告は文献にはない。この宿主制限は、ウイルスの他の種への伝播に対する内在的安全バリアを供与し、アビポックスウイルスベースのワクチンベクターの獣医学およびヒトの用途での利用を、魅力的な問題とする。
FPVは、家禽病原体由来の抗原を発現するベクターとして有利に利用されてきた。毒性鳥類インフルエンザウイルスの血球凝集素タンパク質が、FPV組換体中で発現された(Taylor et al.,1988a)。組換体をニワトリおよび七面鳥に接種した後、同種または異種の毒性インフルエンザウイルス投与に対して防御的である免疫反応が誘導された(Taylor et al.,1988a)。ニューカッスル病ウイルス(Newcastle Disease Virus)の表面糖タンパク質を発現するFPV組換体もまた開発された(Taylor et al.,1990;Edbauer et al.,1990)。
FPVおよびCPVの複製が、鳥類系に限定されているにも拘わらず、これらのウイルスから派生した組換体は、鳥類以外の起源の細胞中で外因性タンパク質を発現することが発見された。さらに、このような組換ウィルスは、外来遺伝子産物に対する免疫学的反応を誘導することが示され、好適な場合には、対応する病原体の投与に対して防御する余裕があることが示された(Tartaglia et al.,1993a,b;Taylor et al.,1992;1991b;1988b)。
このように、今までは、CHV gB、gCおよびgD糖タンパク質に対するヌクレオチドおよびアミノ酸配列は教示も示唆もされておらず、これらの配列の提供は非常に価値の高いものである。さらに、CHV gB、gCおよびgD糖タンパク質に対するヌクレオチド由来の(例えば、これらのヌクレオチドを含むベクターシステム由来の)、ワクチン、抗原的もしくは免疫的組成物は、糖タンパク質それら自体(例えばベクターシステムにより発現されたもの)と同様に、これまでは教示も示唆もされておらず、そして、これらのヌクレオチド、ベクターシステム、糖タンパク質および組成物は非常に価値の高いものである。
本発明の目的と概要
このように、本発明の一つの目的は、CHV gB、gCおよびgDをコードする単離された核酸またはヌクレオチドを提供することである。
CHV gB、gCおよび/またはgDをコードする単離された核酸またはヌクレオチドを含むベクターを供与することも、本発明のさらなる目的である。
CHV gB、gCおよびgD糖タンパク質を、とくに、ヌクレオチドまたは単離された核酸をベクター中での発現により供与することが本発明の別の目的である。
CHV gB、gCおよび/またはgDをコードする単離された核酸またはヌクレオチド、またはそれらをコードするベクター由来の、または、例えばベクターの発現などで得られた糖タンパク質それ自体由来の、抗原的、ワクチン、免疫的組成物を供与することも、本発明の付加的な目的である。
改変された組換えウイルスであって、より高い安全性を有するものを提供すること、およびそのような組換えウイルスの作成方法を提供することも本発明の別の目的である。
公知の組換えポックスウイルスの抗原的、ワクチンもしくは免疫的組成物と比較してより高いレベルの安全性を有する組換えポックスウイルス抗原的、ワクチンもしくは免疫的組成物を提供することも本発明の付加的な目的である。
宿主中で遺伝子産物を発現するためのベクターであって、宿主中で低毒性であるようにベクターが改変されているものを供与することも本発明のさらなる目的である。
例えばCHV gB、gCおよび/またはgD等の遺伝子産物を生体外で培養された細胞中で発現するための、より高いレベルの安全性を有する改変組換えウイルスもしくは改変ベクターを用いる方法を提供することもまた本発明の別の目的である。
これらの、および他の本発明の目的および利点は、以下を考慮することによりより容易に明らかとなるであろう。
本発明はCHV gB、gCおよびgDヌクレオチド、それらからの糖タンパク質の解析、およびそのヌクレオチド配列および糖タンパク質を用いた抗原的、ワクチンもしくは組成物に関する。
従って、本発明はヌクレオチドもしくはイヌヘルペスウイルスgB糖タンパク質をコードしている単離された核酸を提供する。
本発明はイヌヘルペスウイルスgC糖タンパク質をコードしている単離された核酸を提供する。
本発明はイヌヘルペスウイルスgD糖タンパク質をコードしている単離された核酸を提供する。
そのヌクレオチドは好ましくはDNAである。ヌクレオチドもしくは単離された核酸は好ましくは図1、4および7に示されたDNA配列を有する。
本発明はまたイヌヘルペスウイルス糖タンパク質gBを提供する。
本発明はまたイヌヘルペスウイルス糖タンパク質gCを提供する。
本発明はまたイヌヘルペスウイルス糖タンパク質gDを提供する。
本発明はさらにイヌヘルペスウイルスgB、gCおよび/またはgDに対するヌクレオチドまたは単離された核酸を含むベクターを提供する。好ましくはそのベクターは例えば組換えワクシニアまたはアビポックスウイルスなどの組換えポックスウイルスであり、より好ましくはそのワクシニアまたはアビポックスウイルスは例えばNYVAC、ALVACもしくはTROVACのように弱毒化されている。
このように、1つの好ましい態様においては、本発明は、組換ウイルスが弱毒化された毒性およびより高い安全性を有するように、ウイルスがコードしている遺伝的機能を不活性化されている改変組換ウィルスに関する。その機能は、必須ではないか、または毒性に関連している。ウイルスは好ましくはポックスウイルス、特に、例えばニワトリポックスウイルスやカナリアポックスウイルスなどのワクシニアウイルスまたはアビポックスウイルスである。改変組織ウィルスには、ウイルスゲノム中の非必須領域中に、CHV抗原性タンパク質、例えばCHV gC、gBおよびgDまたはそれらのいずれかの組合せ等をコードしている外来性DNA配列を含んでいても良い。
さらに好ましい態様においては、本発明は、ウイルスが弱毒化された毒性を有するように、非必須のウイルスにコードされている遺伝的機能を不活性化されている改変組換ウィルスであって、その改変組織ウィルスはさらにウイルスゲノムの非必須領域中に異種起源由来のDNAを含んでいるものに関する。そのDNAはCHV gB、gCおよびgD、またはそれらのいずれかの組合せをコードしていても良い。特に、毒性要素をコードしているオープンリーディングフレームを欠失させることにより、または天然に宿主が制限されているウイルスを利用することにより、遺伝的機能が不活性化されている。本発明に従って利用されるウイルスは、好ましくは、ポックスウイルス、特に、例えばニワトリポックスウイルスおよびカナリアポックスウイルス等の、ワクシニアウイルスまたはアビポックスウイルスである。好ましくは、そのオープンリーディングフレームは、J2R、B13R+B14R、A26L、A56L、C7L−K1L、およびI4L(Goebel et al.,1990a,bで報告された用語による);およびそれらの組合せから成る群から選択される。これに関して、オープンリーディングフレームは、チミジンキナーゼ遺伝子、出血性領域、A型封入体領域、血球凝集素遺伝子、宿主域遺伝子領域またはリボヌクレオチド還元酵素ラージサブユニット;あるいはこれらの組合せから成る。ワクシニアウイルス改変コペンハーゲン株はNYVACと同定されている(Tartaglia et al.,1992)。
本発明はさらに、抗原性または免疫的反応をイヌ等の宿主中で誘導するための抗原的、ワクチンまたは免疫的組成物であって、イヌヘルペスウイルス gB、gCおよび/またはgDに対するヌクレオチド(群)あるいは単離された核酸(群)を含む適切なベクターおよび適切な担体から成るもの;または、例えば本発明のヌクレオチド(群)を含むベクターにおいてのそれらの発現由来等の、イヌヘルペスウイルス gB、gCおよび/またはgD糖タンパク質(群)、および適切な担体を提供する。
本発明はさらに、発明のヌクレオチド(群)または単離された核酸(群)、糖タンパク質(群)、組成物(群)を用いる方法をも提供する。
このように、本発明はイヌヘルペスウイルス gB、gCおよび/またはgDを調製するための、それらに対応するヌクレオチド(群)または単離された核酸(群)を適切なベクター中に挿入し、ベクターを培養し、ベクターから糖タンパク質を回収することから成る方法を提供する。ベクターはワクシニアやアビポックスウイルス等のポックスウイルス、ラムダ等のファージ、またはE.coliや他の適切なウイルスまたは細菌ベクターであってもよい。培養は、ウイルス感染を受けやすい細胞をウイルスベクターで感染させるかまたは、細菌ベクターシステムのコロニーを、例えばプレートや液体培地法等で増殖させてもよい。そして、回収は糖タンパク質をウイルス感染細胞または細菌細胞から分離してもよい。
このように、好ましい態様においては、本発明は、弱毒化された毒性とより高い安全性を有する改変組換ウィルスを細胞に導入し、生体外で培養された細胞内で遺伝子産物を発現させる方法に関している。改変組換ウィルスは、非必須領域内に、例えばCHV gB、gCおよびgDまたはこれらのいずれかの組合せ等の、抗原性タンパク質をコードしている外因性DNA配列を有していてもよい。
同様に、本発明は、本発明の抗原的、ワクチンまたは免疫的組成物をイヌ等の宿主に投与することから成る、イヌ等の宿主細胞中でイヌヘルペスウイルスに対する抗原的または免疫的反応を刺激する方法または接種する方法に関する。さらには、本発明は、本発明のヌクレオチド(群)の発現により誘導された抗体を含む。この抗体は公知の技術によりモノクローナル抗体とすることができ、そして、抗体もしくはモノクローナル抗体は、血清などの試料中のCHV gB、gCおよび/またはgDの存在または不在およびそれによるCHV、またはCHVもしくはその糖タンパク質に対する抗体または免疫反応、の存在または不在を決定するための結合診断アッセイ、試験またはキットに用いられてもよい。
これらおよび他の本発明の範囲内の実施態様は、記載されているかまたは、以下の詳細な説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
以下の、実施例を通して与えられ、本発明を記載された特定の実施例に限定するために意図されているのではない詳細な説明は、付随している図面と関連づけることによって最もよく理解されるであろうが、ここにおいて、
図1は、CHV gB相同体のヌクレオチド配列(配列番号1)および予測されるアミノ酸配列(配列番号2)を示し;
図2はCHV gB相同体のハイドロパシー性(hydropathicity)分析を示し;
図3Aおよび3Bは8つのgB相同体のアミノ酸のホモロジーを示し(配列番号3−10);
図4はCHV gC相同体のヌクレオチド配列(配列番号11)と予測されるアミノ酸配列(配列番号12)、ならびにORF2の予測されるアミノ酸配列(配列番号13)を示し;
図5はCHV gD相同体のハイドロパシー性分析を示し;
図6は4つのgC相同体のアミノ酸のホモロジーを示し(配列番号14−17);
図7はCHV gD相同体のヌクレオチド配列(配列番号18)と予測されるアミノ酸配列(配列番号19)を示し;
図8はCHV gD相同体のハイドロパシー性分析を示し;
図9は4つのgD相同体のアミノ酸のホモロジーを示し(配列番号20−23);
図10は、チミジンキナーゼ遺伝子欠失用のプラスミドpSD460の構築方法および組換ワクシニアウイルスvP410の開発を模式的に示し;
図11は、出血性領域欠失用のプラスミドpSD486の構築方法および組換ワクシニアウイルスv533の開発を模式的に示し;
図12は、ATI領域欠失用のプラスミドpMP494Δの構築方法および組換ワクシニアウイルスvP618の開発を模式的に示し;
図13は、血液凝集素遺伝子欠失用のプラスミドpSD467の構築方法および組換ワクシニアウイルスvP723の開発を模式的に示し;
図14は、遺伝子クラスター[C7L−K1L]欠失用のプラスミドpMPCK1Δの構築方法および組換ワクシニアウイルスvP804の開発を模式的に示し;
図15は、リボヌクレオチド還元酵素ラージサブユニット欠失用のプラスミドpSD548の構築方法および組換ワクシニアウイルスvP866(NYVAC)の開発を模式的に示し、
図16は、狂犬病糖タンパク質 G遺伝子のTK欠失座への挿入用のプラスミドpRW842の構築方法および組換ワクシニアウイルスvP879の開発を模式的に示し;
図17は、C5ORFを含むカナリアポックスPvuII断片のDNA配列(配列番号62)を示し;
図18Aおよび18Bは、組換カナリアポックスウイルスvCP65(ALVAC−RG)の構築方法を模式的に示し;
図19は、NYVACの開発のために欠失されたORFを模式的に示し;
図20は、F8 ORFを含むTROVAC DNA断片のヌクレオチド配列(配列番号72)を示し;
図21は、F7 ORFを含む2356塩基対のTROVAC DNA断片のヌクレオチド配列(配列番号75)を示し;
図22Aから22Dは、狂犬病中和抗体力価(RFFIT、IU/ml)、HDCおよびvCP65(105.5TCID50)の、同一または別のワクチン(0、28、および180日にワクチンが与えられ、抗体力価は0、7、28、35、56、173、187および208日に測定)で前もって免疫化されたボランティアのうちでの追加免疫効果のグラフを示し;
図23は、pCHV37およびvCP320に含まれた、I3LでプロモートされたCHV gB遺伝子のヌクレオチド配列を示し;
図24は、ALVAC C6フランキングアーム(flanking arm)の遺伝子のヌクレオチド配列を示し;
図25は、vCP320感染細胞(35S標識された偽感染細胞(レーンA)、ALVAC感染細胞(レーンB)、vCP320感染細胞(レーンC)およびCHV感染細胞(レーンD)の破砕物は、CHV gB特異的モノクローナル抗体1125B2(Rhone Merieux,Lyon,Franceより入手)とともに免疫沈降され、SDSポリアクリルアミドゲル上で泳動した。分子量マーカーはレーンEで泳動した。)の免疫沈降分析を示し;
図26は、pCHV40およびvCP322に含まれた、H6でプロモートされたCHV gC遺伝子のヌクレオチド配列を示し;
図27は、vCP322感染細胞(32S標識された偽感染細胞(レーンA)、ALVAC感染細胞(レーンB)、vCP322感染細胞(レーンC)およびCHV感染細胞(レーンD)の破砕物は、CHV gC特異的モノクローナル抗体2011A9(Rhone Merieux,Lyon,Franceより入手)とともに免疫沈降され、SDSポリアクリルアミドゲル上で泳動した。分子量マーカーはレーンEで泳動した。)の免疫沈降分析を示し;
図28は、pCHV26およびvCP294に含まれた、H6でプロモートされたCHV gD遺伝子のヌクレオチド配列を示し;
図29は、vCP294感染細胞(35S標識された偽感染細胞(レーンA)、ALVAC感染細胞(レーンB)、vCP294感染細胞(レーンC)およびCHV感染細胞(レーンD)の破砕物は、CHV gD特異的モノクローナル抗体208D11(Rhone Merieux,Lyon,Franceより入手)とともに免疫沈降され、SDSポリアクリルアミドゲル上で泳動した。分子量マーカーはレーンEで泳動した。)の免疫沈降分析を示している。
詳細な説明
本発明は、CHV gB、gCおよびgD遺伝子をコードしているヌクレオチドを提供する。これらの遺伝子は、それぞれ879、459および345アミノ酸のポリペプチドをコードしている。これらの糖タンパク質の予測されるアミノ酸配列と、他のヘルペスウイルスのgB、gCおよびgDアミノ酸配列との比較により、CHVはアルファヘルペスウイルスの一つであること;このウイルスの以前の生物学的特徴に従った分類と一致する結論が示唆された。この分析により、gB相同体間のホモロジーはgCまたはgD相同体間のホモロジーより大きいこともまた明らかとなり、gBに関する構造上または機能上の束縛はgCもしくはgDに関するものより大きいことが示唆された。
相同性gB、gCおよびgDポリペプチドを並べることにより、非常に多くのシステイン残基が完全に保存されていることが明らかとなった。これらの結果は、これらのシステイン残基が、それらのジスルフィド結合を形成する能力により、gB、gCおよびgD糖タンパク質の構造および機能の無欠さを維持することにおいて重要であることを示唆している。事実、HSV1においては、システイン1はシステイン5とともにジスルフィド結合を形成し、システイン2はシステイン6とともにジスルフィド結合を形成し、システイン3はシステイン4とともにジスルフィド結合を形成することが示されている(Long et al.,1992)。さらに、これらの残基のいずれかに対する変異は、結果として生じる糖タンパク質の立体配置、プロセシング、機能に多大な効果を有する(Wilcox et al.,1988;Long et al.,1990)。故に、本発明の糖タンパク質中でのシステイン残基の保存もまた、構造上の重要性を有する。
gC、gD、特にgB相同体の間の高いホモロジーの程度もまた、これらの糖タンパク質が共通した機能を有することを示唆している。事実、BHV1のgB相同体はgB-PRVウイルスをレスキューできることが示されており、これらの2つの糖タンパク質が機能的に同等であることが示唆されている(Kopp & Mettenleiter,1992)。
相同性gB、gCおよびgDポリペプチドを並べることにより、潜在的なN−結合グリコシル化部位がいくらか保存されていることが明らかとなった。N−グリコシル化は、例えばタンパク質の立体配置の保持、プロテアーゼ分解に対する防御等の多様な機能において役割を有していると考えられている。しかしながら、ヘルペスウイルス糖タンパク質に対するN−結合炭化水素の生物学的重要性はまだ完全には理解されていない。例えば、HSV1感染細胞のツニカマイシン処理は、感染可能なウイルス粒子の生産を阻害することが示されている(Pizer et al.,1988)。それに加えて、HSV1ウイルス粒子のエンドグリコシダーゼ処理は感染性を減少させることが示された(Kuhn et al.,1988)。他方では、グリコシル化部位の変異は感染性に影響しないので、HSV1 gDのN−結合グリコシル化に絶対に必須であるとは思われない(Sodora et al.,1991)。故に、gB、gCおよびgD糖タンパク質のグリコシル化部位は比較的よく保存されているが、これらのポリペプチドの適切なグリコシル化は、完全には必須ではない。
ヘルペスウイルスのG+C含量は33−75%の間で変化する(Roizman,1982)。この拡散している多様性は、ウイルスにコードされているかまたは誘導された、ヌクレオチド代謝に関与する酵素の存在(または不在)に基づく非選択的変異偏向によるものであることが示唆されている(Honess et al.,1984)。例えば、VZVおよびヘルペスウイルス サイミリ(saimiri;HVS)は両方とも比較的低いG+C含量(それぞれ、46%と46%)を有し、そして両方とも酵素チミジル酸シンセターゼをコードしているが、この酵素はTTP合成に関与している(Davison & Scott,1986;Honess et al.,1986)。他方でHSV1、HCMVおよびEBVは比較的高いG+C含量を有しているが(68%、57%および60%)、チミジル酸シンセターゼをコードしているようには思われない(Honess et al.,1986)。CHVはDNA密度分析によって、いずれのヘルペスウイルスよりも低いG+C含量33%(Plummer et al.,1969;Roizman et al.,1982);比較的低い本発明のヌクレオチドのG+C含量に相当する値(29%)を有することが同定されている。CHVはヌクレオチド代謝に関する酵素をコードしていないという理論に拘束されることを望んではいないが、本発明から、CHV gC遺伝子のすぐ下の下流に位置しているORFはVZV チミジル酸シンセターゼとは相同的ではないと判明した。故に、もしCHVがチミジル酸シンセターゼ遺伝子を含んでいれば、それはVZVと同じゲノム中の位置には発見されなかった。
CHVにさらされた新生の子犬は通常はCHV特異的中和抗体を形成することなしに死ぬ。また、母体の抗体、または血清陽性イヌ由来の免疫血清での処理は、子犬を致命的なCHV感染から防御できる(Carmichael,1970)。故に、血清中和抗体は致命的なCHV感染から子犬を防御できる。同様に、血清中和抗体は成犬を自己限定的な潜在性の上気道感染症から防御できる。
3つのCHV糖タンパク質である、gp145/112、gp80およびgp47は、CHV中和抗体を誘導することが知られている(Xuan et al.,1991)。これらの糖タンパク質をコードしている遺伝子はまだ同定されていない。いかなる一の理論に拘束されることも望んではいないが、しかしながら、これらの抗原は本発明のgB、gCおよびgD遺伝子にコードされている可能性がある。いくつかの報告が、gB、gCおよび/またはgDに対する免疫反応は、標的動物の、ヘルペスウイルス投与からの防御を提供可能であることを示唆しているため(Babuik et al.,1987;Nazarian et al.,1992;Riviere et al.,1992;Brockmeier et al.,1993)、本発明のCHV gB、gCおよびgD遺伝子は、効率の良いCHV糖タンパク質、免疫的またはワクチン組成物およびそれらの使用方法を提供する。
特に、本発明のヌクレオチドは発現のためのいかなる適切なベクターシステム中にも挿入できる。例えば、ヌクレオチド(群)は、公知の方法を用いてE.coliシステム等の(例えば、Robbins、EPA 0162738A1;Panicali、EPA 0261940A2を参照)いかなる適切な細菌ベクター中に挿入できる。
このヌクレオチド(群)は、例えばラムダ、ポックスウイルス、ヘルペスウイルス(参考文献として取り込まれているRoizman、US特許第4769331号を参照)、バキュロウイルス、ポリオウイルス(Kitson et al.,J.Virol.65,3068−3075,1991参考文献としてここに取込みを参照)。アデノウイルス(Grunhaus et al.,1992,”Adenovirus as cloning vectore”,Seminers in Virology(Vol.3)p.237−52,1993;Ballay et al.,EMBO Journal,Vol.4,p.3861−65;Graham,Tibtech 8,85−87,April,1990;Prevec et al.,J.Gen.VIrol.70,429−434を参照、それぞれはここに参考文献として取り込まれている)システム等の、いかなる適切なファージまたはウイルスベクターシステムに、公知の方法により挿入できる。
好ましいベクターシステムはポックスウイルスベクターシステムであり、特に、米国特許第4769330号、第4772848号、第4603112号、5100587号および5179993号のように組換えられているアビポックスワクシニアウイルスシステムである。しかしながら、弱毒化されたポックスウイルスシステムはさらに好ましい。
新しいワクシニアワクチン株、NYVAC(vP866)の開発のために、ワクシニアウイルスのコペンハーゲンワクチン株を、公知のまたは潜在性の毒性要素をコードしている、ゲノムの6つの非必須領域を欠失することにより改変した。欠失の順序を以下に詳述する。全てのワクシニア制限酵素断片、オープンリーディングフレームおよびヌクレオチド位置の命名は、Goebel et al.,1990a,bにおいて報告された用語に基づいている。
欠失遺伝子座を、外来遺伝子挿入のための受容体座としても操作した。
NYVACにおいて欠失された領域は以下に列挙されている。略語、欠失された領域のオープンリーディングフレームの命名(Goebel et al.,1990a,b)および特定された欠失を通した全ての欠失を含むワクシニア組換体(vP)の命名もまた、以下に列挙する。
(1)チミジンキナーゼ遺伝子(TK;J2R)vP410;
(2)出血性領域(u;B13R+B14R)vP553;
(3)A型封入体領域(AtI;A26L)vP618;
(4)血球凝集素遺伝子(HA;A56R)vP723;
(5)宿主域遺伝子領域(C7L−K1L)vP804;および
(6)リボヌクレオチド還元酵素ラージサブユニット(I4L)vP866(NYVAC)
NYVACは、毒性や宿主領域に関する遺伝子産物をコードしている18のオープンリーディングフレームの特異的欠失により開発された、遺伝子的操作をされたワクシニアウイルス株である。NYVACは、i)新生マウスへの大脳内接種後の減少した毒性、ii)遺伝的(nu +/nu +)もしくは化学的(シクロフォスファアミド)に免疫無防備状態のマウス中での無毒性、iii)免疫無防備状態のマウスにおける散在性感染の誘発の欠如、iv)ウサギ皮膚上での顕著な硬化および潰瘍化の欠如、v)接種部位からの迅速な消散、およびvi)ヒト起源のものを含む組織培養細胞系統上での顕著に減少された複製能力、という数多くの基準からみて高度に弱毒化されている。にもかかわらず、NYVACをベースとしたベクターは、外因性免疫原に対する完全な反応を誘導し、防御的免疫を提供した。
TROVACとは、生後1日のニワトリのワクチンに認可されているニワトリポックスウイルスのFP−1ワクチン株から派生した、プラーククローン単離体である弱毒化されたニワトリポックスを指す。ALVACとは、認可されたカナリアポックスワクチンであるKanapox(Tartaglia et al.,1992)のプラーククローンされた派生体である、弱毒化されたカナリアポックスウイルスベースのベクターである。ALVACは、いくつかのKanapoxの一般的性質と同様の、いくつかの一般的性質を有する。ALVACをベースとした外因性免疫原を発現する組換えウイルスもまた、ワクチンベクターとして効率的であることが示されている(Tartaglia et al.,1993a,b)。このアビポックスベクターは、生産的な複製は鳥類種のみに限られている。ヒト細胞培養においては、カナリアポックスウイルスの複製は、ウイルス複製サイクル中のウイルスDNA合成の前で中止される。にもかかわらず、外来免疫原を発現するよう操作された場合は、実際の発現とプロセシングが生体外のほ乳類細胞中で観察され、多くのほ乳類種への接種により、外因性免疫原に対する抗体および細胞性免疫反応を誘導し、同種の病原体の投与に対する防御を提供する。(Taylor et al.,1992;Taylor et al.,1991)。近年のヨーロッパとアメリカ両方におけるカナリアポックス/狂犬病糖タンパク質組換体(ALVAC−RG)のフェーズI臨床試験では、実験的ワクチンは十分に抗毒性であり、防御的レベルの狂犬病ウイルス中和抗体力価を誘導することが示された(Cadoz et al.,1992;Fries et al.,1992)。さらに、ALVAC−RGワクチン接種から派生した末梢血単核細胞(PMBCs)は、精製狂犬病ウイルスで刺激された場合に顕著なレベルのリンパ球拡散を示した(Fries et al.,1992)。
NYVAC、ALVACおよびTROVACはまた、国立衛生研究所(NIH)(アメリカの公的衛生施設)、組換えDNA勧告委員会、ウイルスやベクター等の遺伝子的材料の物理的規制のためのガイドライン、すなわち特定のウイルスやベクターの病原性に基づくこのようなベクターやウイルスの利用のための安全な手順のガイドラインを公布している機関が、その物理的規制レベルを物理的規制レベルの減少:BSL2からBLS1へ、を認可したという点で全てのポックスウイルスの中でも独特であると認識されている。ワクシニアウイルスコペンハーゲン株−普通の天然痘ワクチン−ですらも、より高い物理的規制レベル、すなわちBSL2を有している。従って、当業者はNYVAC、ALVACおよびTROVACが他のいかなるポックスウイルスよりも低い病原性を有していることを認識している。
明らかに、弱毒化されたNYVAC、ALVACおよびTROVACのプロフィールとそれらが示す、液体性および細胞性の両方において外因性免疫原に対する免疫的反応を誘導する能力に基づいて(Tartaglia et al.,1993a,b;Taylor et al.,1992;Konishi et al.,1992)、このような組換えウイルスは前に記述されたワクシニアベースの組換えウイルスを超えた顕著な利点を提供する。
バクテリアまたは組換えウイルスに感染させた細胞を増殖させた後、糖タンパク質(群)はクロマトグラフィー等の公知の技術により回収される(Robbins、EPA0162738A1;Panicali,EPA0261940A2参照)。
回収された糖タンパク質(群)は続いて、適切な担体を含むワクチン、抗原的または免疫的組成物に用いることができる。従って、本発明のヌクレオチドは極めて有用である。
別の選択としては、ウイルスベクターシステム、特に好ましいポックスウイルスベクターシステムは、適切な担体を含むワクチン、抗原的または免疫的組成物中で用いることができる。組成物中のCHV組換えポックスウイルスは、生体内で投与または接種の後にCHVタンパク質を発現する。
本発明の抗原的、免疫的またはワクチン組成物(本発明のヌクレオチド(群)を含むベクターシステムから発現された糖タンパク質(群)を含むもの又はCHV組換えポックスウイルス等の適切なベクターシステムを含むもの)は、血清陽性イヌ由来の免疫血清または母体の抗体と同様のやり方で子犬に投与される(Carmichael,1970)。血清陰性イヌは、組成物を他の抗原的、ワクチンまたは免疫的組成物が投与されるのと同じやり方で投与される。獣医学の当業者は、この開示から、例えば年齢、体重、品種、性別および全体的な健康等の、特定の犬または子犬の要素を考慮しながら、過度の実験によらずに、投与量を決定できる。
さらには、本発明の組換えウイルスおよびそれらからの発現産物は、動物の体内で免疫または抗体反応を刺激する。これらの抗体から、当業者に公知の方法で、モノクローナル抗体が調製可能であり、これらのモノクローナル抗体または本発明のヌクレオチドから発現された抗体は、公知の抗体結合アッセイ、特定のCHV gB、gCおよび/またはgD抗原(群)またはそれらに対する抗体の存在または不在、およびその結果からのウイルスの存在又は不在の決定、あるいはウイルスまたは抗原(群)に対する免疫反応が容易に刺激されるか否かの決定のための診断キットまたは試験に用いることができる。
モノクローナル抗体は、ハイブリドーマ細胞によって生産されたイムノグロブリンである。モノクローナル抗体は単一の抗原決定基のみと反応し、従来の血清から派生した抗体よりも高い特異性を提供する。さらに、多数のモノクローナル抗体をスクリーニングすることにより、所望の特異性、結合活性、イソタイプを有する個々の抗体を選択することができる。ハイブリドーマ細胞系列は、恒常的で、低コストである、化学的に同一の抗体の供給源を提供し、そしてそのような抗体の調製は容易に標準化できる。モノクローナル抗体の作成方法は当業者によく知られており、例えばここに参考文献として取り込まれている、1989年4月1日に成立したKoprowski,H.et al.,米国特許第4196265号等である。
モノクローナル抗体の使用は知られている。このような使用の一つは診断方法であり、例えばここに参考文献として取り込まれている、1983年3月8日に成立したDavid,G.およびGreen,H.,米国特許第4376110号等である。
モノクローナル抗体は例えばここに参考文献として取り込まれているMilstein,C.,1980,ScientificAmerican 243:66,70等のように、免疫吸着クロマトグラフィーによって物質を回収するためにもまた用いられる。
さらには、本発明のヌクレオチドは、試料中のCHV DNAの存在を確認するためのプローブとして、またCHV DNAのクローニングまたは複製のためのPCRプライマーの開発時と同様に用いることができる。DNAをプローブとして用いる方法またはPCRプライマーを調製する方法は当業者に公知である。
このように、本発明のヌクレオチドおよび本発明のヌクレオチドの発現産物は(故に、ヌクレオチドそれ自体も)、極めて有用である。
以下の非限定的実施例は、説明のためのみに示され、本発明を制限するものとは考えられていない。
実施例
方法と材料
CHV DNAゲノムの調製 CHV(L.Carmichael、コーネル大学より入手)はMadin−Darbyイヌ腎臓(MDCK)細胞(ATCC CCL34)において増殖させた。ウイルスDNAを定法により単離した(Tartaglia et al.,1990)。
DNA ハイブリダイゼーション CHVゲノムDNAを制限酵素で消化し、アガロースゲルで泳動し、ジーン−スクリーン膜(New England Nuclear)へ製造者が推奨する条件で移動した。ハイブリダイゼーションは44℃、53℃または59℃で、1M NaCl、1%SDSおよび10%デキストラン硫酸中で行った。ハイブリダイゼーションプローブは、ネコヘルペスウイルス(FHV)gB遺伝子内側部分を含む1800bpBamHI−XbaI断片、FHV gC遺伝子の3’末端を含む950bpのBamHI−EcoRI断片、FHV gD遺伝子の3’末端を含む970bpのBamHI−HindIII断片を含んでいた(Audonnet、結果は公にされなかった)。
DNAのクローニングとシークエンス CHVゲノム断片をpBluescriptSK(Stratagene)中にサブクローン化した。プラスミドDNAは定法をもちいて調製、操作した。ヌクレオチド配列決定は二本鎖プラスミドテンプレートに対して、改変T7酵素、Sequenase(U.S.Biochemical Corporation)を用いて、製造者の推奨する標準的方法に従って行った。M13順方向および逆方向プライマーを用いて最初の配列を得、Biosearch8700またはApplied Biosystem380Bオリゴヌクレオチド合成装置により調製されたカスタムプライマーが、それに続く反応に用いられた。
DNAおよびアミノ酸配列分析 DNAおよびアミノ酸配列分析は、PC/GENE(IntelliGenetics,Incorporated)、ALIGN Plus(Scientific and Educational Software)およびIBI−Pustell(International Biotechnologies,Incorporated)ソフトウェアパックを用いて行った。ホモロジー検索は、SWISS−PROT(リリース20または23)(IntelliGenetics,Incorporated)データベースについて、FASTAプログラム(Pearaon &Lipman,1988)を用いて行った。
DNAクローニングと合成 プラスミドを構築し、スクリーニングし、定法に従って増殖させた(Maniatis et al.,1982;Perkus et al.,1985;Piccini et al.,1987)。制限エンドヌクレアーゼは、Bethesda Research Laboratories,Gaithersburg,MD,New England Biolbas,Beverly,MAおよびBoehringer Mannheim Biochemicals,Indianapolis,INより入手した。E.coliポリメラーゼクレノー断片はBoehringer Mannheim Biochemicalsより入手した。BAL−31エキソヌクレアーゼおよびファージT4DNAリガーゼはNew England Biolabsより入手した。試薬は供給者によって特定された方法で用いられた。
合成オリゴデオキシリボヌクレオチドはBiosearch8750またはApplied Biosystem380BDNA合成装置により前述のように調製された(Perkus et al.,1989)。DNAシークエンスはジデオキシ法により(Sanger et al.,1977)Sequenase(Tabor et al.,1987)を用いて前述のとおり行った(Guo et al.,1989)。配列確認のためのDNAのポリメラーゼ連鎖反応(PCR)による増幅(Engelke et al.,1988)を、カスタム合成オリゴヌクレオチドプライマーとGeneAmp DNA増幅試薬キット(Perkin Elmer Cetus,Norwalk,CT)を用いて自動化Perkin Elmer Cetus DNAサーマルサイクラー中で行った。過剰のDNA配列を、制限酵素消化とそれに続くBAL−31エキソヌクレアーゼによる限定切断および合成ヌクレオチドを用いた突然変異(Mandecki,1986)によりプラスミド中から除去した。
細胞、ウイルス、および形質導入 ワクシニアウイルスコペンハーゲン株の起源と培養条件は以前に記述されている(Guo et al.,1989)。組換えによる組換ウィルスの開発、ニトロセルロースフィルターのin situハイブリダイゼーションおよびベータガラクトシダーゼ活性によるスクリーニングは以前に記述された(Piccini et al.,1987)。
ワクシニアウイルスコペンハーゲン株およびNYVACの起源と培養条件は以前に記述されている(Guo et al.,1989;Tartaglia et al.,1992)。組換えによる組換ウィルスの開発、ニトロセルロースフィルターのin situハイブリダイゼーションおよびベータガラクトシダーゼ活性によるスクリーニングは以前に記述された(Panicali et al.,1982;Perkus et al.,1989)。
親カナリアポックスウイルス(Rentschler株)はカナリアのためのワクチン株である。このワクチン株は野生株単離体から得られ、ニワトリ胚繊維芽細胞において200回以上の連続継代を通して弱毒化された。マスターウイルスシードは寒天の下で4回の連続的プラーク精製にかけられ、1つのプラークは5回のさらなる継代により増幅され、そのあとそのストックウイルスが生体外組換えテストにおいて親株として用いられた。プラーク精製されたカナリアポックス単離体はALVACと命名された。
FP−1と命名されたニワトリポックスウイルス(FPV)株は以前に記述された(Taylor et al.,1988a)。それは生後一日のニワトリのワクチン接種に有用な弱毒化されたワクチン株である。親ウイルス株Duvetteはフランスでニワトリからのニワトリポックスうろことして得られた。このウイルスはニワトリ受精卵中で約50回連続継代され続いてニワトリ胚繊維芽細胞において25回継代された。このウイルスは4回の連続的プラーク精製にかけられた。1つのプラーク単離体がさらに初代CEF細胞中で増幅され、TROVACと命名され、ストックウイルスとした。
NYVAC、ALVACおよびTROVACウイルスベクターおよびその派生体は以前に記述されたように増殖された(Piccini et al.,1987;Taylor et al.,1988a,b)。VERO細胞およびニワトリ胚繊維芽細胞(CEF)は以前に記述されたように増殖された(Taylor et al.,1988a,b)。
実施例1 CHV gB遺伝子の同定と配列決定
CHVゲノムDNAと、放射性同位体で標識化したネコヘルペスウイルス(FHV)gB、gCおよびgD遺伝子とを、比較的低い厳密性条件でハイブリダイゼーションさせることにより(Audonnet,結果は公にされなかった)、一つの相補的な配列が同定された。この配列を含む6kbpのXbaI断片がクローン化されハイブリダイズした領域のヌクレオチド配列が同定された。CHV gB遺伝子をコードしているヌクレオチドの配列を、それから予測されるアミノ酸配列発現(gB 糖タンパク質)とともに図1に示す。想像上の膜貫通領域および潜在的TATA、CAATおよびポリアデニル酸シグナル配列には下線を引いた。ヌクレオチドおよび予測されるアミノ酸残基には配列の右側へ番号を付した。
位置201から始まり位置2840で終わるオープンリーディングフレーム(ORF)が同定された。このORFの(予測された)翻訳産物は879アミノ酸長である。このアミノ酸配列をSWISS−PROT(リリース20)データベースと比較することにより、数多くのヘルペスウイルスのgB糖タンパク質の顕著なホモロジーが明らかとなった。付加的な分析により、(予測された)CHV遺伝子産物は、例えばヒトサイトメガロウイルス(HCMV)またはエプステイン−バーウイルス(EBV)等のベータやガンマヘルペスウイルスよりも、1型単純ヘルペスウィルス(HSV1)等のアルファヘルペスウイルスのgB糖タンパク質に相同的であることが判明した。これらの分析およびその結果を以下の表1に示す。これらの分析は、CHVはアルファヘルペスウイルスに分類されるべきであること;生物学的特性に基づく以前のこのウイルスの分類(Carmichael et al.,1965;Roizman,1982)と一致する結論を示唆していた。
表1の数値はALIGN Plusプログラムを用いて得られたもので、完全ホモロジーとして表示されている。gBアミノ酸配列全体を用いた。配列変数は:ミスマッチペナルティ=2、オープンギャップペナルティ=4、拡張ギャップペナルティ=1である。文献:FMV(Maeda et al.,1992)、EHV1(Whalley et al.,1989)、PRV(Robbins et al.,1987)、BHV1(Whitbeck et al.,1988)、VZV(Keller et al.,1986)、MDV(Ross et al.,1989)、HSV1(Bzik et al.,1984)、HCMV(Kouzarides et al.,1987)およびEBV(Pellett et al.,1985)。
実施例2 CHV gBヌクレオチド配列の分析
CHV gB遺伝子の5’および3’非コード領域は、TATAボックス、CAATボックスおよびポリアデニル酸シグナル配列等の、多くのRNAポリメラーゼII制御配列モチーフを含んでいる(Corden et al.,1980;Prodfoot & Brownlee,1976)(図1)。潜在的TATAボックスは位置34、36、119および148、およそ165bp、160bp、80bpおよび50bpぶんCHV gB開始コドンの上流に見られる。潜在的CAATボックス配列(ATTG)は位置89、97および165、および110bp、100bpおよび35bpぶんCHV gB開始コドンの上流に見られる。潜在的ポリアデニル酸シグナル配列(AATAAA)は位置2839および2961、およそ0bpおよび120bpぶんCHV gB終止コドンの下流に見られる。
開始コドンの周りのヌクレオチド配列は翻訳開始の効率に影響を与える(Kozak,1986)。特に、配列[A/G]NNATGGは、最も効率が良いことが判明している。故に、Kozakの法則と比べて、CHV gB開始コドンの周辺のヌクレオチド配列(AGTATGT)は位置−3において好ましいが、位置+4においては好ましくない(図1)。CHV gB遺伝子はKozakの法則に従わないという事実は普通でなくはない。FHV(Maeda et al.,1992)、PRV(Robbins et al.,1987)、varicella−zoster virus(VZV)(Keller et al.,1986)、MDV(Ross et al.,1989)およびHSV1(Bzik et al.,1984)gB遺伝子もまた位置+4にピリミジンを有している。
実施例3 予測されるCHV gBアミノ酸配列の分析
CHV gB相同体の推定されたアミノ酸配列を図1に示す。このアミノ酸配列のハイドロパシー性分析は図2に示されている。このプロフィールは、Kyte & Doolittle(1982)の方法および13アミノ酸のインターバルを用いたPC/GENE SOAPプログラムにより得られた。縦軸は、正の値は疎水性であり負の値は親水性である、相対的なハイドロパシー性を示している。横軸はCHV gB相同体のアミノ酸番号を付している。
このアミノ酸配列のハイドロパシー性の分析により、2つの顕著な疎水性のピークの存在が明らかとなった。第1のピークは、N末端に位置しており、いかなる一の理論に拘束されることを意図するわけではないが、潜在的なシグナル配列を示している。N末端シグナル配列は小胞体膜を通過する輸送を開始し、適切な転写後の修飾と糖タンパク質のターゲッティングに重要であり得る(Blobel et al.,1980)。シグナル配列は約15から30残基の間で変わり得、通常は塩基性N末端領域、中央疎水性領域、および短い、比較的極性のC末端領域から成る。それに加えて、切断部位は通常−3、−1ルールに従い、位置−1の残基は小さく(Ala、Ser、Gly、Cys、ThrまたはG1 n)、位置−3の残基は芳香性(Phe、His、TyrまたはTrp)、荷電(Asp、GluまたはArg)または大きくて極性(AsnまたはGln)ではなく、そして−3から+3まではプロリンではない(von Hejine,1996)。PSIGNAL、真核シグナル配列を検出するために設計されたPC/GENEプログラム、での分析は、CHV gBのN末端は潜在的シグナル配列としては同定されなかったが、この領域は典型的なシグナル配列に相当する要素;すなわち疎水性コア(2−17残基)および比較的極性のC末端領域(図1)、を有している。PSIGNALがCHV gBのN末端領域にシグナル配列を検出しなかった事実は特有ではない。このアルゴリズムはVZV gB相同体のN末端領域においてもまた、シグナル配列を検出しなかった。
第2の、非常に幅広い、疎水性ピーク(群)(図2)は、アミノ酸残基725と741との間、746−750および766−772の予想される膜通過部分(Klein et al.,(1985)の方法を用いた)とともにあり、いかなる理論に拘束されることを意図するものではないが、膜固定領域として機能している。HSV1 gBの膜内外ドメインは、他のgB相同体と同様に、膜を3回横切っているという仮説が出されている(Pellett et al.,1985)。CHV gBのハイドロパシー性分析により、少なくとも2つの別個の疎水性ピークの存在が明らかとなった。故に、CHV gBおよびHSV1 gBは類似の膜内外構造を有している。
CHV gBのアミノ酸配列を他のヘルペスウイルス由来の類似の配列と並べることにより、N末端、推定切断部位(下記参照)をとりまく領域およびC末端近傍の領域を除いた配列全体を通しての広い相同性が判明した。図3Aおよび3Bは8つのgB相同体のアミノ酸配列を示している。CHV、FHV、EHV1、PRV、HSV1、VSV、HCMVおよびEBV gB相同体のアミノ酸配列(配列が得られた文献については、表1の下のテキストを参照)がPC/GENE CLUSTALプログラムを用いて配列された。ダッシュで示されたギャップは相同性を最大にするために導入された。並べられた8つの全ての配列において同一の残基は、アスターリスク(*)によって示されている。並べられた配列の多数において同一の残基は、ピリオド(.)によって示されている。保存されたシステイン残基は四角で囲った。潜在的なN−結合型グリコシル化部位は陰を付されている。推定プロテアーゼ切断部位は下線が引かれている。
この並列により、数多くのシステイン残基の多数が完璧に保存されていることが明らかとなった。例えば、CHV gBは11のシステイン残基を含有しているが、それらのうちの10はアルファ、ベータ、ガンマヘルペスウイルスの全てにおいて完全に保存されていた。事実、CHV gBにおいて唯一保存されていないシステイン残基はN末端付近で発見され推定シグナル配列中に位置している。これらの結果はgB 糖タンパク質は比較的類似の三次構造を有することを示している。
gB アミノ酸配列を並べることにより、潜在的なN−結合型グリコシル化部位が比較的よく保存されていることが明らかとなった(図3Aおよび3B)。N−結合型オリゴサッカライドは、Asn−X−SerもしくはAsn−X−Thr(ここにおいて、Xはプロリンではない)(Bause,1983)という配列を有するAsn残基に付加されうる。CHV gBは13の潜在的N−結合型グリコシル化部位を有している。しかしながら、これらのうち3つは、推定細胞質ドメインに位置しており、そのため、グリコシル化されていないであろう。潜在的N−結合型グリコシル化部位の配置は、多数のgB 糖タンパク質において比較的よく保存されていた(図3Aおよび3B)。
殆どのヘルペスウイルスのgB糖タンパク質は成熟化の間に内部で切断され、その後のペプチドはジスルフィド結合により一緒に保持されている。VZV gB相同体(gpII)は、例えば、ArgとSer残基の間で切断され、その結果、分子量約60kdの2つの糖タンパク質となる(Keller et al.,1986)。FHV gB糖タンパク質(Maeda et al.,1992)、ウマヘルペスウイルス1型(EHV1)(Whalley et al.,1989)、PRV(Robbins et al.,1987)、BHV1(Whitbeck et al.,1988)、MDV(Ross et al.,1989)およびHCMV(Kouzarides et al.,1987)等もまた切断される。さらに、配列Arg−X−Arg−Arg/Lys−−Ser/Alaは、VZV切断部位の配列Arg−Thr−Arg−Arg−−Serと類似で、これらのgB糖タンパク質それぞれと事実上同一の位置において存在している。これとは逆に、この配列は、切断されないHSV1(Bzik et al.,1984)およびEBV(Pellett et al.,1985)gB糖タンパク質においては発見されていない。この切断を行うことの重要性は不明である。しかしながら、BHV1(Blewett & Misra、1991)およびHCMV(Spaete et al.,1990)の株であって、この切断部位を変異させ、そのため切断されないgB糖タンパク質をコードしているものは感染性であるので、それは生体外の複製には必須ではないように見える。CHV gBは内部でプロテアーゼにより切断されるという理論に拘束されることを意図してはいないが、配列Arg−Lys−Arg−Arg−−SerはCHVにおいてVZV、FHV、EHV1、PRV、BHV1、MDVおよびHCMVと同様の位置に存在している。
実施例4 CHV gC遺伝子の同定とシークエンス
CHVゲノム断片をランダムにpBluescriptSK中にクローン化した。これらの断片の末端のヌクレオチド配列を決定し、潜在的ORFの予測されるアミノ酸配列を、SWISS−PROT(リリース20)アミノ酸データベースに対してホモロジー分析を行った。この方法を用いることにより、ヘルペスウイルスgC糖タンパク質とホモロジーを有するORFをコードしている12kbのXbaIが同定された。このORFのヌクレオチド配列は図4中に示されている。図4は、CHV gC相同体およびORF2のヌクレオチド配列と予測されるアミノ酸配列を示している。推定膜貫通領域および潜在性TATA、CAATおよびポリアデニル酸シグナル配列に下線を引いた。ヌクレオチドおよび予測されるアミノ酸残基には、配列の右に向かって番号を付した。推定CHV gC遺伝子は位置201からはじまり、位置1580で終わる。予測された翻訳産物は、459アミノ酸長である。このアミノ酸配列と他のヘルペスウイルス由来のgC糖タンパク質の配列との比較を以下の表2に示すが、広いホモロジーが明らかとなり、このORFはCHV gC相同体をコードしていることが示唆された(表2)。
表2の値はALIGN Plusプログラムを用いて得、ホモロジーパーセントで示した。gCアミノ酸配列全体を用いた。配列変数は表1を参照されたい。文献:FHV(Audonnet,結果は公にされなかった)、EHV1(Allen & Coogle,1988)、EHV4(Nicolson & Onions,1990)、PRV(Robbins et al.,1986)、BHV1(Fitzpatrick et al.,1989)、VZV(Davision & Scott,1986)、MDV(Ihara et al.,1989)およびHSV1(McGeoch et al.,1988)。
実施例5 CHV gCヌクレオチド配列の分析
潜在的TATAボックス配列(TATA)が位置22および81、CHV gC開始コドンのおよそ180bpおよび120bp上流域に見られる(図4)。付加的なTATA配列が位置175にも見られる。それはgC開始コドンに近接しているが、しかしながら、潜在的なTATAボックス配列ではないかもしれない。潜在的CAATボックス配列(CAATおよびATTG)は、位置13、59および119、gC開始コドンの約190bp、140bpおよび80bp上流域においてみられる。潜在的ポリアデニル酸シグナル配列(AATAAA)は位置1744、CHV gC終止コドンの約165bp下流域でありORF2内部の45bpにおいて見られる(下記参照)。他の潜在的ポリアデニル酸シグナル類似配列はgC−3′非コード領域に見られる。
CHV gB遺伝子のように、CHV gC開始コドン(AAAATGA)の周辺のヌクレオチド配列はKozakの法則に関して位置−3では好ましいが位置+4では好ましくない(図4)。FHV(Audonnet.結果には公にされなかった)、EHV1(Allen & Coogle、1988)およびVZV(Davison & Scott,1986)gC遺伝子もまた位置+4において好ましくないヌクレオチドを有している。
実施例6 予測されるCHV gCアミノ酸配列の分析
CHV gC相同体の推定アミノ酸配列を図4に示す。図5はCHV gC相同体のハイドロパシー性分析を示している。Kyte & Doolittle(1982)および13アミノ酸の間隔を用いたPC/GENE SOAPプログラムによって、プロフィールを得た。垂直軸は、正の値は疎水性、負の値は親水性である相対的ハイドロパシー性を示す。水平軸はCHV gC相同体のアミノ酸番号を示す。
予測されたCHV gCアミノ酸配列のハイドロパシー性分析により、2つの顕著な疎水性のピークの存在が明らかとなった(図5)。第1のピークは、N−末端に位置しており、いかなる一の理論にも拘束されることを望んではいないが、潜在的シグナル配列を表している。PSIGNALでの分析ではこのポリペプチドのN−末端を潜在的シグナル配列として同定はできなかったが、この領域は塩基性N−末端領域、疎水性核(残基6−20)および相対的極性C−末端領域を有している(図4)。第2の疎水性ピーク、残基424−433および449−456の間の予測された膜貫通部分(Klein et al.,(1985)の方法を用いた)は、いかなる一の理論に拘束されることを意図するわけではないが、膜固定領域として機能している。図6は4つのgC相同体のアミノ酸ホモロジーを示している。CHV、FHV、EHV1およびHSV1 gC相同体のアミノ酸配列(文献については図2を参照)は、PC/GENE CLUSTALプログラムを用いて並べられた。ダッシュで示されるギャップは、ホモロジーを最大化するために導入された。配列された残基で4つの配列全てにおいて同一のものはアスターリスクにより示した。並列された配列の多数において同一であった残基はピリオド(.)で示した。保存されているシステイン残基は四角で囲った。潜在的N−結合型グリコシル化部位は陰を付した。
CHV gCアミノ酸配列と他のヘルペスウイルス由来の相同体の配列とを並列させることにより、N−末端の例外を除いた、全体の配列を通しての適度なレベルでのホモロジーが明らかとなった(図6)。この並列により多数のシステイン残基が完璧に保存されていることが明らかとなった。例えば、CHV gCは10のシステイン残基を含んでいるが、そのうちの8つは全てのアルファヘルペスウイルスにおいて完璧に保存されていた。事実、CHV gCにおいて保存されていないシステイン残基だけが推定膜貫通または細胞内ドメインに位置している。これらの結果はgC糖タンパク質が比較的類似した三次構造を有することを示している。他のgC配列との並列により、潜在的N−結合型グリコシル化部位が比較的保存されていることが明らかとなった。
実施例7 ORF2の同定とシークエンス
CHV gC遺伝子の下流領域のヌクレオチド配列の分析により、第2のORFの存在が明らかとなった(図4)。このORF(ORF2)は、位置1699からはじまり位置2226で終わる。予測される転写産物は175アミノ酸長である。以下の図3は、この配列と、SWISS−PROT(リリース23)データベースとの比較を示しているが、他のアルファヘルペスウイルスgC遺伝子の下流域に位置しているORFとの顕著なホモロジーが判明した。ORF2相同体に対するホモロジーのスコアは、CHV、FHV、EHV、ウマヘルペスウイルス4型(EHV4)、MDV、シチメンチョウヘルペスウイルス(HVT)および恐らくHSV1において、gC遺伝子の下流域に位置しているORFが、高度に多様であるが進化上で関連している遺伝子ファミリーを表していることを示している。これとは逆に、VZV gC遺伝子の隣に位置しているORF(遺伝子13)は、対応する位置にある他のいずれのORFとも、顕著な相同性を示していない。さらに、遺伝子13はゲノム上で、他の全てのORF2類似遺伝子に関連した方向とは逆の方向で配置されている(Davison & Scott,1986)。これらの結果はこれらの2群の遺伝子にコードされているタンパク質の、提案されている機能と一致している;VZV遺伝子13は、チミジル酸シンセターゼ(Davison & Scott,1986)をコードし、他方、HSV1 ORF2類似遺伝子(UL45)は、推定ウイルス粒子タンパク質をコードしている(Telford et al.,1992)。故に、CHV、FHV、EHV1、EHV4、MDV、HVTおよび恐らくはHSV1において、gC遺伝子の隣に位置しているORFは、VZV gC相同体の下流域にコードされているタンパク質とは構造上も機能上も関係のないタンパク質をコードしている。
表3の数値はFASTAおよびRDF2プログラムを用いて得られた(Pearson & Lipman,1988)。1のktup(a ktup of 1)が用いられた。括弧内の数値は、FASTAスコアと、100個の無作為に置換された型の潜在的に関連している配列から得られたスコアの平均との間の標準偏差の数字を示している。文献:FHV(Audonnet,結果は公にされなかった)、EHV1(Telford et al.,1992)、EHV4(Nicolson & Onions,1990)、MDV(Ihara et al.,1989)、HVT(Kato et al.,1989)、HSV1(McGeoch et al.,1988)およびVZV(Davison & Scott,1986)。
実施例8 CHV ORF2ヌクレオチド配列の分析
潜在的TATAボックス配列(TATA)は、位置1604、1606、1635および1662、ORF2の開始コドンのおよそ95、93、65および35bp上流であって、gC遺伝子の終止コドンのおよそ24、26、55および80bp下流にみられる(図4)。潜在的CAATボックス配列(CAAT)は、位置1584、開始コドンのおよそ115bp上流でみられる。潜在的ポリアデニル酸シグナル配列(AATAAA)は、ORF2の終止コドンから0−15bp下流域であるオーバーラップしている位置2225、2229、2234および2238でみられる。ORF2開始コドン(AATATGG)を取り巻いているヌクレオチド配列は、Kozakの法則に関しては位置−3と+4において好ましい。
実施例9 CHV gD遺伝子の同定とシークエンス
CHV gC相同体をマッピングした時に用いた方法と同様の方法を用いて、ヘルペスウイルスgD糖タンパク質とホモロジーを有する7kbのPstI断片を同定した。図7はCHV gD相同体のヌクレオチド配列と予測されたアミノ酸配列を示している。推定シグナル配列、膜貫通領域および潜在的ポリアデニル酸シグナル配列に下線を引いた。ヌクレオチド配列および予測されたアミノ酸残基には配列の右から番号を付した。CHV gD遺伝子は位置201からはじまり位置1238で終わる。(予測される)翻訳産物は345アミノ酸長である。以下の表4は、このアミノ酸配列と他のgD糖タンパク質の配列との比較、および明らかとなった広いホモロジーを示しており、このORFがCHV gD相同体をコードしていることを示唆している。
表4の数値はALIGN Plusプログラムを用いて得られ、ホモロジー%で示されている。gDアミノ酸配列全体を用いた。配列変数については図1を参照されたい。文献:FHV(Audonnet,結果は公にされなかった)、EHV1(Flowers et al.,1991)、PRV(Petrovskis et al.,1986)、BHV1(Tikoo et al.,1990)およびHSV1(Lasky & Dowbenko,1984)。
実施例10 CHV gDヌクレオチド配列の分析
CHV gD遺伝子のすぐ近くの上流域にはTATAあるいはCAAT/ATTG配列は同定されなかった(図7)。しかしながら、多数のTATAボックス類似配列は見つかった。潜在的ポリアデニル酸シグナル配列(AATAAA)は、位置1260および1287、CHV gD終止コドンのおよそ25および50bp上流に見られた。CHV gBおよびgC遺伝子のように、CHV gD遺伝子(AAAATGA)を取り巻くヌクレオチド配列は、Kozakの法則に関して、位置−3では好ましく、位置+4ではそうではなかった(図7)。HFV(Audonnet,結果は公にはされなかった)、EHV1(Audonnet et al.,1990;Flowers et al.,1991)、PRV(Petrovskis et al.,1986)およびBHV1(Tikoo et al.,1990)gD遺伝子もまた、位置+4において好ましくないヌクレオチドを有している。
実施例11 予測されるCHV gDアミノ酸配列の分析
CHV gD相同体の推定アミノ酸配列を図7に示す。図8はCHV gD相同体のハイドロパシー性分析を示している。プロフィールは、Kyte & Doolittleの方法(1982)および11のアミノ酸のインターバルを用いた、PC/GENE SOAPプログラムにより得られた。垂直軸は、正の値が疎水性で負の値が親水性である相対ハイドロパシー性を示している。水平軸は、CHV gD相同体のアミノ酸の番号を付している。
予測されたCHV gDアミノ酸配列のハイドロパシー性の分析により、二つの顕著な疎水性ピークの存在が判明した(図8)。第1のピークはN−末端に位置し、いかなる一の理論に拘束されることを意図するものではないが、潜在的シグナル配列を示している。事実、PSIGNALは位置16および17の間に潜在的切断部位を同定した。第2の疎水性ピークは、残基304−311および327−332の間の予測された膜貫通部分(Klein et al.,(1985)の方法を用いた)とともに、いかなる一の理論に拘束されることを望んではいないが、膜固定領域として機能している。
図9は4種のgD相同体のアミノ酸ホモロジーを示している。CHV、FHV、EHV1およびHSV1 gD相同体のアミノ酸配列(文献については表4を参照)PC/GENE CLUSTALプログラムを用いて並列された。ダッシュで示されるギャップはホモロジーを最大化するために導入された。4配列全てにおいて同一である並列された残基はアスターリスク(*)で示されている。多数の配列において同一である並列された残基はピリオド(.)で示されている。保存されているシステイン残基は四角で囲った。潜在的N−結合型グリコシル化部位は陰を付した。他のヘルペスウイルス由来の相同配列とCHV gDアミノ酸配列との並列により、N−末端を除いた配列全体に亘る適度な度合いのホモロジーが明らかとなった(図9)。この並列から、大多数のシステイン残基が完全に保存されていることが判明した。例えば、CHV gDは6個のシステイン残基を有しているが、それら全てが、全てのヘルペスウイルス中で完全に保存されていた。これらの結果は、gD糖タンパク質は比較的類似の三次構造を有していることを示している。この並列から、潜在的N−結合型グリコシル化部位がよく保存されていることもまた判明した。CHV gDグリコシル化部位が利用されているという、いかなる一の理論に拘束されることを望んではいないが、潜在的HSV1 gD糖タンパク質部位は全て利用されていることが知られている(Sodora et al.,1991)。
実施例12 ゲノム構造
gB、gC、gD遺伝子はCHVゲノム上での特定の位置にマッピングされていない。しかしながら、これらの遺伝子に隣接する領域のヌクレオチド分析により、CHVのゲノム構造は他のアルファヘルペスウイルスに類似していることが示唆された。例えば、CHV gB遺伝子のすぐ上流に位置しているORFは、VZVの遺伝子30(Davison & Scott,1986)およびHSV1のUL28(McGeoch et al.,1988)とホモロジーを有しているが、両方ともそれらのウイルスのgB相同体のすぐ上流に位置している。ORF2は、CHV gC遺伝子のすぐ下流に位置しているが、FHV(Audonnet,結果は公にされなかった)、EHV1(Telford et al.,1992)、EHV4(Nicolson & Onions,1990)、HVT(Kato et al.,1988)および恐らくHSV1(McGeoch et al.,1988)において、gC相同体のすぐ下流に位置しているORF群とホモロジーを有している。さらには、CHV gD遺伝子のすぐ下流に位置しているORFは、EHV1のgI遺伝子(Audonnet et al.,1990)およびPRVのgp63遺伝子(Petrovskis et al.,1986)と相同性を有しているが、それらは両方とも、それらのウイルス中でgD相同体のすぐ下流に位置している(データは示していない)
実施例13 チミジンキナーゼ遺伝子(J2R)の欠失のためのプラスミドpSD460の構築
今、図10を参照しているが、プラスミドpSD406は、pUC8中にクローン化されたワクシニアHindIII J(位置83359−88377)を含んでいる。pSD406はHindIIIおよびPvuIIで切断され、HindIII Jの左側からの1.7kb断片が、HindIII/SmaIで消化されたpUC8中にクローン化され、pSD447となった。pSD447はJ2R(位置83855−84385)全体の遺伝子を有している。開始コドンはNlaIII部位内部に含まれ、終止コドンはSspI部位内部に含まれている。転写方向は図10中に矢印で示されている。
左側の隣接アーム(flanking arm)を得るため、0.8kbpのHindIII/EcoRI断片をpSD447から単離し、続いてNlaIIIで消化し、0.5kbpのHindIII/NlaIII断片を単離した。アニーリングさせた合成ヌクレオチドMPSYN43/MPSYN44(配列番号24/配列番号25)
を0.5kpHindIII/NlaIII断片とともにHindIII/EcoRIで切断したpUC18中へ連結し、プラスミドpSD449を生成した。
ワクシニア右隣接アームおよびpUCベクター配列を含む制限酵素断片を得るために、pSD447をワクシニア配列内部においてSspIで(部分的に)、そしてHindIIIでpUC/ワクシニア結合部分において消化し、2.9kbpのベクター断片を単離した。このベクター断片を、アニーリングさせた合成ヌクレオチドMPSYN45/MPSYN46(配列番号26/配列番号27)
と連結し、pSD459を創出した。
隣接アームの左側と右側とをひとつのプラスミド中で結合するために、0.5kbpのHindIII/SmaI断片をpSD449から単離し、HindIII/SmaIで消化したpSD459と連結し、プラスミドpSD460を創出した。pSD460を、野生型親ワクシニアウイルスコペンハーゲン株VC−2との組換えのドナープラスミドとして用いた。MPSYN45(配列番号26)をテンプレートとして、および相補的な20merオリゴヌクレオチドMPSYN47(配列番号28)(5’ TTAGTTAATTAGGCGGCCGC 3’)をプライマーとして用いたプライマーエクステンション法により、32P標識されたプローブを合成した。組換えウイルスvP410がプラークハイブリダイゼーションにより同定された。
実施例14 出血性領域(B13R+B14R)の欠失のためのプラスミドpSD486の構築
今、図11を参照しているが、プラスミドpSD419は、pUC8中にクローン化されたワクシニアSalI G(位置160744−173351)を有している。pSD422は、右側に近接したワクシニアSalI断片、pUC8中にクローン化されたSalI J(位置173351−182746)を有している。出血性領域、u、B13R−B14R(位置172549−173552)を欠失させたプラスミドを構築するために、pSD419を左側隣接アームの源として、そしてpSD422を右側の隣接アームの源として用いた。領域uの転写方向は図11において矢印で示されている。
所望でない配列をpSD419から取り除くため、NcoI部位(位置172253)の左側の配列は、pSD419をNcoI/SmaIで消化し続いてE.coliポリメラーゼクレノー断片により平滑末端化したのちライゲーションし、プラスミドpSD476を生成した。ワクシニア右隣接アームは、pSD422を、B14Rの終止コドンにおいてHpaIで消化し、そして0.3kbp右側をNruIで消化して得た。この0.3kbp断片を単離し、pSD476から単離した3.4kbpのHincIIベクター断片と連結し、プラスミドpSD477とした。ワクシニアu領域のpSD477の部分的欠失の位置は三角形で示した。残りのプラスミドpSD477中のB13Rをコードしている領域配列を、ClaI/HpaIでの消化により取り除き、その結果生じた断片を、アニーリングさせた合成オリゴヌクレオチドSD22mer/SD20mer(配列番号29/配列番号30)
と連結させ、pSD479とした。pSD479は、BamHI部位が続いている開始コドン(下線)を有している。E.coliベータガラクトシダーゼをB13−B14u欠失座中に、uプロモーターのコントロール下で配置するため、3.2kbpのベータガラクトシダーゼ遺伝子(Shapira et al.,1983)を含むBamHI断片を、pSD479のBamHIに挿入し、pSD479BGとした。pSD479BGは、ワクシニアウイルスvP410との組換えのドナープラスミドとして用いた。組換えワクシニアウイルスvP533は、色素基質X−gal存在下でプループラークとして単離された。vP533において、B13R−B14R領域は欠失されベータガラクトシダーゼで置換されていた。
ベータガラクトシダーゼ配列をvP533から取り除くため、pSD477からの派生体でポリリンカー領域は含むが、u欠失結合部分の開始コドンは有さないpSD468を用いた。第1に、前述のpSD477由来のClaI/HpaIベクター断片を、アニーリングさせた合成ヌクレオチドSD42mer/SD40mer(配列番号31/配列番号32)
と連結させ、プラスミドpSD478とした。次にpUC/ワクシニア結合部分のEcoRI部位を、pSD478をEcoRIで消化し続いてE.coliポリメラーゼクレノー断片により平滑化し、ライゲーションすることにより破壊して、プラスミドpSD478E-とした。pSD478E-をBamHIおよびHpaIで消化したのち、アニーリングさせた合成オリゴヌクレオチドHEM5/HEM6(配列番号33/配列番号34)
と連結し、プラスミドpSD486とした。pSD486は、組換えワクシニアウイルスvP533との組換えにドナープラスミドとして用いて、X−gal存在下で透明プラークとして単離されたvP533を創出した。
実施例15 ATI領域(A26L)欠失のためのプラスミドpMP494Δの構築
今、図12を参照しているが、pSD414はpUC8中にクローン化されたSalI Bを含んでいる。A26L領域の左側の所望でないDNA配列を取り除くため、pSD414を、XbaIでワクシニア配列の内部(位置137079)で、HindIIIでpUC/ワクシニア結合部分で切断し、続いてE.coliポリメラーゼクレノー断片で平滑化しライゲーションし、プラスミドpSD483とした。A26L領域の右側の所望でないワクシニア配列を取り除くため、pSD483をEcoRIで切断し(位置140665およびpUC/ワクシニア結合部分)、ライゲーションし、プラスミドpSD484とした。A26Lレコード領域を除去するため、pSD484はNdeIで(部分的に)A26LORFの僅かに上流を(位置139004)、HpaIでA26LORFの僅かに下流を(位置137889)切断した。5.2kbpのベクター断片を単離し、アニーリングさせた人工合成オリゴヌクレオチドATI3/ATI4(配列番号35/配列番号36)
と連結し、A26L上流領域を再構築し、BglII、EcoRIおよびHpaI制限酵素部位を有する短いポリリンカー領域で、A26LORFを上記のように置換した。構築されたプラスミドをpSD485と命名した。pSD485のポリリンカー領域のBglIIおよびEcoRI部位は固有ではないので、所望でないBglIIおよびEcoRI部位をpSD483(前述)から、BglII(位置140136)、およびEcoRIでpUC/ワクシニア結合部分を消化し、続いてE.coliポリメラーゼクレノー断片で平滑化することにより取り除いた。生成されたプラスミドをpSD489と命名した。pSD489由来のA26LORFを含む1.8kbpのClaI(位置137198)/EcoRV(位置139048)断片を、対応するpSD485由来の0.7kbpポリリンカーを含むClaI/EcoRV断片で置換し、pSD492を生成した。pSD492のポリリンカー領域中のBglIIおよびEcoRI部位は固有である。
E.coliベータガラクトシダーゼ遺伝子(Shapira et al.,1983)をワクシニア11kDaプロモーター(Bertholet et al.,1985;Perkus et al.,1990)の支配下で含む3.3kbpのカセットをpSD492のBglII部位に挿入し、pSD493KBGとした。プラスミドpSD493KBGはレスキューウイルスvP553の組換えにおいて用いられた。組換えワクシニアウイルスvp581は、ベータガラクトシダーゼをA26L欠失領域内に有し、X−gal存在化でブループラークとして単離された。
ベータガラクトシダーゼ遺伝子配列を組換えワクシニアウイルスvP581から除去するためのプラスミドを開発するために、プラスミドpSD492のポリリンカー領域を、合成オリゴヌクレオチドMPSYN177(配列番号37)
を用いた突然変異により欠失させた(Mandecki,1986)。生成されたプラスミド、pMP494Δにおいては、A26L ORFの全体を含む位置[137889−138937]を取り巻くワクシニアウイルスDNAが欠失していた。pMP494Δと、ベータガラクトシダーゼを含むワクシニア組換体vP581との間での組換えにより、ワクシニア欠失変異体vP618が、X−gal存在下での透明プラークとして単離され、得られた。
実施例16 血球凝集素遺伝子(A56R)の欠失のためのプラスミドpSD467の構築
今、図13を参照しているが、ワクシニアSalI G制限酵素断片(位置160744−173351)はHindIII A/B結合部分(位置162539)で交差している。pSD419は、pUC8中にクローン化されたワクシニアSalI G断片を有している。血球凝集素(HA)遺伝子の転写方向は図13中に矢印で示されている。HindIII Bから派生したワクシニア配列は、pSD419をHindIIIでワクシニア配列内部とpUC/ワクシニア結合部分を消化し続いてライゲーションすることにより取り除いた。生成されたプラスミド、pSD456は、HA遺伝子A56Rを、左に0.4kbpのワクシニア配列、右に0.4kbpのワクシニア配列と隣接した状態で有している。A56Rコード配列を、pSD456をRsaIで(部分的;位置161090)A56Rコード配列の上流を、またEaqIで(位置162054)遺伝子の末端ちかくを切断することにより除去した。3.6kbpRsaI/EaqIベクター断片を単離し、アニーリングさせた合成ヌクレオチドMPSYN59(配列番号38)MPSYN62(配列番号39)、MPSYN60(配列番号40)およびMPSYN61(配列番号41)
とライゲーションし、A56R ORFの上流域を再構築し、A56R ORFを上記のポリリンカー領域で置換した。その結果生成されたプラスミドはpSD466である。プラスミドpSD466中のワクシニア欠失は位置[161185−162053]を含んでいる。pSD466中の欠失部位は図13に三角形で示されている。
E.coliベータガラクトシダーゼ遺伝子(Shapira et al.,1983)をワクシニア11kDaプロモーター(Bertholet et al.,1985;Guo et al.,1989)の支配下で含む3.3kbpのカセットをpSD466のBglII部位に挿入し、pSD466KBGとした。プラスミドpSD466KBGはレスキューウイルスvP618の組換えにおいて用いられた。組換えワクシニアウイルスvp708は、ベータガラクトシダーゼをA26L欠失部内に有し、X−gal存在化でブループラークとして単離された。
ベータガラクトシダーゼ配列を、vP708からドナープラスミドpSD467を用いて除去した。pSD467は、pSD466をEcoRI/BamHIで消化した後にE.coliポリメラーゼクレノー断片で平滑化しライゲーションして、EcoRI、SmaIおよびBamHI部位がpUC/ワクシニア結合部分から取り除いてある以外はpSD466と同一である。vP708とpSD467との組換えの結果、組換えワクシニアウイルス欠失変異体、vP723が生成し、X−galの存在下で透明プラークとして単離された。
実施例17 オープンリーディングフレーム[C7L−K1L]の欠失のためのプラスミドpMPCSK1Δの構築
今は、図14を参照しているが、以下のワクシニアクローンがpMCSK1Δの構築のために利用された。pSD420はpUC8中にクローン化されたSalI Hである。pSD435は、pUC18中にクローン化されたKpnI Fである。pSD435はSphIで切断され、再び連結され、pSD451となった。pSD451中では、HindIII M中のSphI部位(位置27416)の左側のDNA配列は取り除かれている(Perkus et al.,1990)。pSD409はpUC8中にクローン化されたHindIII Mである。
ワクシニア由来の[C7L−K1L]遺伝子クラスターの欠失のための基質を供与するために、E.coliベータガラクトシダーゼが最初にワクシニアM2L欠失座に以下のように挿入された(Guo et al.,1990)。pSD409中のBglII部位を除去するために、プラスミドをワクシニア配列中(位置28212)でBglIIで、そしてBamHIでpUCワクシニア結合部分で切断し、続いて連結しpMP409Bとした。pMP409Bを固有のSphI部位(位置27416)で切断した。続いてM2Lコード配列を合成ヌクレオチドを用いた突然変異で除去した(Guo et al.,1990;Mandecki,1986)。
MPSYN82(配列番号42)
その結果生成されたプラスミドpMP409Dは、M2L欠失座に上記のように挿入された固有のBglII部位を含んでいる。E.coliベータガラクトシダーゼ遺伝子(Shapira et al.,1983)をワクシニア11kDaプロモーター(Bertholet et al.,1985)の支配下で含む3.2kbpのBamHI(部分)/BglIIカセットをpMP409DのBglII部位に挿入した。その結果生成されたプラスミドpMP409DBGはレスキューワクシニアウイルスvP723の組換えにおいてドナープラスミドとして用いられた。組換えワクシニアウイルスvp784は、M2L欠失座に挿入されたベータガラクトシダーゼを有し、X−gal存在下でブループラークとして単離された。
ワクシニア遺伝子[C7L−K1L]欠失のためのプラスミドが、SmaI、HindIII、で切断されE.coliポリメーラゼクレノー断片で平滑化されたpUC8中に集められた。ワクシニアHindIII C配列からなる左隣接アームはpSD420をXbaIで消化し(位置18628)続いてE.coliポリメーラゼクレノー断片で平滑化した後BglIIで消化して(位置19706)得た。ワクシニアHindIII K配列からなる右隣接アームはpSD451をBglII(位置29062)およびEcoRV(位置29778)で消化して得た。その結果生成されたプラスミド、pMP581CKは、HindIII C中のBglII部位(位置19706)とHindIII K中のBglII部位(位置29062)との間のワクシニア配列を欠失された。プラスミドpMP581CK中のワクシニア配列の欠失部位は図14において三角形で示されている。
ワクシニア欠失結合部位の過剰のDNAを取り除くため、プラスミドpMP581CKをワクシニア配列内のNcoI部位(位置18811;19655)で切断し、Bal−31エキソヌクレアーゼ処理し、合成オリゴヌクレオチドMPSYN233(配列番号43)
を用いた突然変異にかけた。その結果生成したプラスミド、pMCSK1Δは、12のワクシニアオープンリーディングフレーム[C7L−K1L]を含む位置18805−29108のワクシニア配列を欠失していた。pMCSK1Δと、ベータガラクトシダーゼを含むワクシニア組換体vP784との組換えにより、ワクシニア欠失変異体、vP804が生成し、X−gal存在下で透明プラークとして単離された。
実施例18 リボヌクレアーゼ還元酵素ラージサブユニット(I4L)の欠失のためのプラスミドpSD548の構築
今、図15を参照しているが、プラスミドpSD405は、pUC8中にクローン化されたワクシニアHindIII I(位置63875−70367)を有している。pSD405をEcoRVでワクシニア配列内部(位置67933)を、およびSmaIでpUC/ワクシニア結合部分を消化し、連結させ、プラスミドpSD518とした。pSD518はpSD548の構築において用いられた、全てのワクシニア制限断片の供給源として用いられた。
ワクシニアI4L遺伝子は位置67371−65059にわたっている。I4Lの転写方向は図15中で矢印によって示されている。I4Lコード配列部分を欠失させたベクタープラスミド断片を得るため、pSD518をBamHI(位置65381)、およびHpaI(位置67001)で消化し、E.coliポリメラーゼクレノー断片で平滑化した。この4.8kbpのベクター断片は、E.coliベータガラクトシダーゼ遺伝子(Shapira et al.,1983)をワクシニア11kDaプロモーター(Bertholet et al.,1985;Perkus et al.,1990)の支配下で含む3.2kbpのSmaIカセットと連結され、プラスミドpSD524KBGとなった。pSD524KBGを、ワクシニアウイルスvP804との組換えでドナープラスミドとして用いた。組換えワクシニアウイルス、vp855は、ベータガラクトシダーゼをI4L遺伝子部分欠失部位中に含み、X−gal存在下でブループラークとして得られた。
ベータガラクトシダーゼとI4L ORFの残りの部分をvP855から欠失させるために、欠失プラスミドpSD548を構築した。左および右ワクシニア隣接アームは別々に、以下に詳細に、および図15中に模式的に示されているようにpUC8中に集められた。
左ワクシニア隣接アームを受け入れるベクタープラスミドを構築するために、pUC8をBamHI/EcoRIで切断し、アニーリングさせた合成オリゴヌクレオチド518A1/518A2(配列番号44/配列番号45)
と連結し、プラスミドpSD531とした。pSD531をRsaI(部分)およびBamHIで切断し、2.7kbpの断片を単離した。pSD518をBglII(位置64459)/RsaI(位置64994)で切断し、0.5kbpの断片を単離した。2つの断片を連結し、I4Lコード配列の左の完全ワクシニア隣接アームを有するプラスミドpSD537とした。
右ワクシニア隣接アームを受け入れるためのベクターを構築するため、pUC8をBamHI/EcoRIで切断し、アニーリングさせた合成オリゴヌクレオチド518B1/518B2(配列番号46/配列番号47)
と連結させ、pSD532とした。pSD532をRsaI(部分的)/EcoRIで切断し、2.7kbpのベクター断片を単離した。pSD518を、RsaIでワクシニア内部(位置67436)を、EcoRIでワクシニア/pUC結合を切断し、0.6kbpの断片を単離した。この2つの断片を連結し、I4Lコード領域の右の完全ワクシニア隣接アームを含むpSD538とした。
右ワクシニア隣接アームは、pSD538由来の0.6kbpEcoRI/BglII断片として単離され、EcoRI/BglIIで切断されたpSD537中へ連結された。その結果生成したプラスミドpSD539においては、I4L ORF(65047−67386)はポリリンカー領域で置換され、ポリリンカー領域は左で0.6kbpのワクシニア配列、右で0.6kbpのワクシニア配列と、すべてpUCのバックグラウンド内部で隣接している。ワクシニア配列内部での欠失部位は、図15で三角形で示されている。組換えワクシニアウイルスvP855中のベータガラクトシダーゼ配列と、pSD539のpUC派生部分のベータガラクトシダーゼとの、起こりうる組換えを避けるために、ワクシニアI4L欠失カセットがpSD539からpRC11へ移動され、pUC派生体からすべてのベータガラクトシダーゼを除去し、ポリリンカー領域で置換した(Colinas et al.,1990)。pSD539をEcoRI/PstIで切断し、1.2kbp断片を単離した。この断片をEcoRI/PstIで切断したpRC11(2.35kbp)中へ挿入し、pSD548とした。pSD548とベータガラクトシダーゼを含むワクシニア組換体vP855との組換えの結果、ワクシニア欠失変異体vP866が生成し、X−gal存在下で透明プラークとして単離された。
組換えワクシニアウイルスvP866由来のDNAを、制限酵素消化とそれに続くアガロースゲル上での電気泳動により分析した。制限パターンは期待通りのものであった。vP866をテンプレートとして、上に詳述された6欠失座に隣接するプライマーを用いたポリメラーゼ連鎖反応(PCR)(Engelke et al.,1988)により、期待されたサイズのDNA断片が生産された。PCRにより生産された断片の、欠失結合部位の範囲の周りの配列分析により、結合部位は期待された通りであることが確認された。組換えワクシニアウイルスvP866は、上記の6つの操作された欠失を有し、ワクシニアワクチン株「NYVAC」と命名された。
実施例19 狂犬病糖タンパク質 G遺伝子のNYVACへの挿入
ワクシニアH6プロモーター(Taylor et al.,1988a,b)の支配下で狂犬病糖タンパク質 Gをコードしている遺伝子を、TK欠失プラスミドpSD513中に挿入した。pSD513は、ポリリンカー領域の存在を除いてプラスミドpSD460(図10)と同一である。
今、図16を参照しているが、ポリリンカー領域はpSD460をSmaIで切断し、プラスミドベクターをアニーリングさせた合成ヌクレオチドVQ1A/VQ1B(配列番号48/配列番号49)
と連結することにより挿入され、ベクターpSD513を生成した。pSD513をSmaIで切断し、ワクシニアH6プロモーター(Taylor et al.,1988a,b)支配下の狂犬病糖タンパク質 Gを含むSmaI末端化1.8kbpのカセットと連結した。生成したプラスミドはpRW842と命名された。pRW842はNYVACレスキューウイルス(vP866)との組換えのドナープラスミドとして用いられた。組換えワクシニアウイルスvP879を、狂犬病糖タンパク質 Gに対する32P−標識DNAプローブを用いたプラークハイブリダイゼーションにより同定した。
本発明の改変組換えウイルスは、組換えワクチンベクターとしての利点を供与する。弱毒化されたベクターの毒性は、ワクチン接種によるワクチン接種された個体内でのランナウェイ感染(runaway infection)を有利に減少させ、ワクチン接種された個体からされていない個体への伝播もしくは環境への汚染も減少させる。
改変組換えウイルスはまた、遺伝子産物をコードし細胞内で発現する外来遺伝子を有する改変組換えウイルスを、細胞内に導入することにより、生体外で培養された細胞中での遺伝子発現の方法にもまた有利に用いることができる。
実施例20 ニューカッスル病ウイルスの融合および血球凝集素ノイラミニダーゼ糖タンパク質を発現するTROVAC−NDVの構築
本実施例では、ニワトリポックスウイルスベクターTROVAC、およびTROVAC−NDVと命名されたニワトリポックスニューカッスル病ウイルス組換体の開発、およびその安全性並びに効率を記述する。毒性NDV株テキサスのFおよびHN遺伝子を両方発現するニワトリポックスウイルス(FPV)ベクターを構築した。創出された組換体はTROVAC−NDVと命名された。TROVAC−NDVは実際にプロセシングされたNDV糖タンパク質を、組換えウイルスを感染させた鳥類細胞中で発現し、生後1日のニワトリへの接種により、それに続く毒性NDV投与に対して防御する。
細胞とウイルス NDVテキサス株は短期潜伏性の株である。FおよびHN遺伝子のcDNAの調製は以前に記述された(Taylor et al.,1990;Edbauer et al.,1990)。FPVウイルスのFP−1と命名された株は以前に記述された(Taylor et al.,1988a)。それは生後1日のニワトリのワクチン接種に有用なワクチン株である。親ウイルス株Duvetteはフランスでニワトリからのニワトリポックスのかさぶたとして得られた。ウイルスはふ化鶏卵における約50回の連続継代とそれに続くニワトリ胚繊維芽細胞で25回の継代により弱毒化された。ウイルスは4回の連続プラーク精製にかけられた。1つのプラーク単離体を初代CEF細胞中で増幅し、TROVACと命名されたストックウイルスとした。この生体外組換えテストでTROVAC−NDVを生成するために用いられたストックウイルスは、プラーク単離体から初代CEF中で12回の継代にかけられた。
NDV−Fのカセットの構築 5’末端からの22ヌクレオチドを除く全てのFタンパク質をコードしている配列を含む1.8kbのBamHI断片を、pNDV81(Taylor et al.,1990)から切り出し、pUC18のBamHI部位に挿入し、pCE13とした。以前に記述されたワクシニアウイルスH6プロモーター(Taylor et al.,1988a,b;Guo et al.,1989;Perkus et al.,1989)は、pCE13をSalIで消化し、粘着末端をE.coliポリメラーゼクレノー断片で充填し、そしてHindIIIで消化することにより、pCE13中に挿入した。H6プロモーター配列を含むHindIII−EcoRV断片を、続いてpCE13中に挿入し、pCE38とした。完全5’末端は、pCE38をKpnIおよびNruIで消化し、アニーリングさせキナーゼ処理したオリゴヌクレオチドCE75(配列番号50)およびCE76(配列番号51)を挿入して生成し、pCE47を生成した。
NDV−Fの3’末端非コード領域を取り除くため、pCE13由来のSmaIからPstI断片をpUC18のSmaIおよびPstI部位に挿入し、pCE23とした。非コード領域をpCE23のSacI、BamHI、エキソヌクレアーゼIII、SIヌクレアーゼおよびEcoRIによる連続的消化により除去した。アニーリングさせキナーゼ処理したオリゴヌクレオチドCE42(配列番号52)およびCE43(配列番号53)を続いて挿入しpCE29とした。
NDV−F配列の3’末端を続いて、既にpCE29からのPstI−SacI断片をpCE20のPstI−SacI部位に挿入することによりNDV−Fの5’末端を有しているプラスミドpCE20に挿入しpCE32とした。pCE20の開発は以前にTaylor et al.,1990中で記述された。
H6プロモーターおよびpCE47に含まれているNDV−F5’配列を、pCE32に含まれている3’NDV−F配列と整列させるために、pCE47のHindIII−PstI断片をpCE32のHindIII−PstI部位へ挿入し、pCE49とした。H6プロモートされたNDV−Fは続いてORFを除いたF8座(以下に記述)へ、pCE49由来のHindIII−NruI断片をpJCA002(以下に記述)のHindIIIおよびSmaI部位へ挿入することにより移し、pCE54とした。pCE54をSacIで、部分的にBamHIで消化し、アニーリングさせキナーゼ処理したオリゴヌクレオチドCE166(配列番号54)およびCE167(配列番号55)を挿入することにより、pCE54へ転写終結シグナルを挿入し、pCE58とした。
NDV−F完全3’末端を、pCE54をテンプレートとして、オリゴヌクレオチドCE182(配列番号56)およびCE183(配列番号57)をプライマーとしたポリメラーゼ連鎖反応(PCR)により得た。
PCR断片はPvuIIおよびHpaIにより消化させ、HpaIおよび部分的にPvuIIにより消化したpCE58中へクローン化した。その結果生成されたプラスミドはpCE64と命名された。pCE64由来の完全H6プロモーターおよびFコード配列を含むHindIII−HpaI断片を、pRW846のHindIII−HpaI部位にクローン化することにより、翻訳終結シグナルを挿入し、最終NDV−FカセットであるpCE71を生成した。プラスミドpRW846は実質的にpJCA002(以下に記述)と同一ではあるが、H6プロモーターおよび転写並びに翻訳終結シグナルを有している。pRW846をHindIIIおよびHpaIで消化することによって、H6プロモーターは除かれるが停止シグナルは手つかずで残る。
NDV−HNカセットの構築 プラスミドpRW802の構築は以前にEdbauer et al.,1990中で記述された。このプラスミドはワクシニアウイルスH6プロモーターの3’末端に連結したNDV−HN配列をpUC9ベクター中に有している。ワクシニアウイルスH6プロモーターの5’末端を含むHindIII−EcoRV断片をpRW802のHindIIIおよびEcoRV部位に挿入しpRW830とした。アニーリングさせキナーゼ処理したオリゴヌクレオチドCE162(配列番号58)およびCE163(配列番号59)をpRW830に挿入することにより、NDV−HNの完全3’末端を得て、最終NDV−HNカセットであるpCE59を生成した。
FPV挿入ベクターの構築 プラスミドpRW731−15は、ゲノムDNAからクローン化された10kbpのPvuII−PvuII断片をコードしている。3660bpのPvuII−EcoRV断片の両方の鎖に関してヌクレオチド配列が決定された。ここでF8と名付けられたオープンリーディングフレームの限定が決定された。プラスミドpRW761は2430bpのEcoRV−EcoRV断片を含むpRW731−15のサブクローンである。F8オープンリーディングフレームの全体は、pRW761中のXbaI部位およびSspI部位の間に含まれている。TROVACゲノムDNAとの組換えにおいてF8ORFを取り除く挿入プラスミドを創出するために、以下の工程が行われた。プラスミドpRW761を完全にXbaIで、部分的にSspIで消化した。ゲルから単離された3700bpのXbaI−SspIバンドをアニーリングさせた2本鎖オリゴヌクレオチドJCA017(配列番号60)およびJCA018(配列番号61)と連結した。
このライゲーションの結果生成されたプラスミドはpJCA002と命名された。
NDF FおよびHNの二重挿入ベクターの構築 H6プロモートされたNDV−HN配列を、H6プロモートされたNDV−Fカセット中に、E.coliポリメラーゼクレノー断片で充填したpCE59由来のHindIII断片を、pCE71のHpaI部位へクローン化することにより挿入し、pCE80とした。プラスミドpCE80は完全にNdeIで、BglIIで部分的に消化し、F8隣接アームに連結し、ともにH6プロモーターによって駆動されているNDV FおよびHN遺伝子を含む4760bp断片を生成した。プラスミドpJCA021は、pRW731−15由来の4900bpのPvuI−HindII断片をpBSSK+のSmaI−HindIIに挿入することにより得られた。プラスミドpJCA021を続いてNdeIおよびBglIIで消化し、pCE80の4760bpのNdeI−BglII断片と連結し、pJCA024とした。プラスミドpJCA024は、それ故、FPV隣接アームの間に3’末端が隣接した逆向きの方向で挿入されたNDV−FおよびHN遺伝子を有している。両方の遺伝子はワクシニアウイルスH6プロモーターに連結されている。NDV−F配列に近い右隣接アームは2350bpのFPV配列からなる。NDV−HN配列に近い左隣接アームは1700bpFPV配列からなる。
RTOVAC−NDVの開発 プラスミドpJCA024を、TROVACを感染させた初代CEF細胞中に、以前に記述された(Panicali et al.,1982;Piccini et al.,1987)リン酸カルシウム沈殿法を用いて形質導入した。陽性プラークを、NDV−FおよびHN特異的放射性標識プローブとのハイブリダイゼーションに基づいて選択し、続いて純粋な集団が達成されるまでプラーク精製の連続的過程にかけた。続いて1つの代表プラークを増幅し、その結果得られたTROVAC組換体はTROVAC−NDV(vFP96)と命名された。
免疫蛍光 直接的ではない免疫蛍光を、記述されたように(Taylor et al.,1990)、ポリクローナル抗NDV血清、およびモノ特異的試薬として、NDF−VまたはNDV−HNを発現するワクシニアウイルス組換体に対するウサギ体内で作られた血清を用いて行った。
免疫沈降 免疫沈降反応を、記述されたように(Taylor et al.,1990)SPAFAS Inc.Storrs,CTより得たポリクローナル抗NDV血清を用いて行った。
ストックウイルスを、F8ORFのが欠失されていることを確認するためにin situプラークハイブリダイゼーションにより選別した。TROVACゲノムへのNDV遺伝子の正確な挿入およびF8ORFの欠失は、サザンブロットハイブリダイゼーションによってもまた確認された。
NDV感染細胞中では、F 糖タンパク質は、カルボキシル末端付近の疎水性膜貫通領域によって膜に固定され、プレカーサーF0の、2つのジスルフィド結合したポリペプチドF1およびF2への翻訳後の切断を必要とする。F0の切断は、与えられたNDV株の病原性の決定において重要であり(Hamma and Ochiai,1973;Nagai et al.,1976;Nagai et al.,1980)、切断部位のアミノ酸配列は、それ故にウイルスの毒性の決定に重要である。FPV中に挿入され、組換体vFP29を生成したNDV−F配列中の切断部位のアミノ酸は、配列Arg−Arg−Gln−Arg−Arg(配列番号42)(Taylor et al.,1990)を有し、これは毒性NDV株で要求されると判明している配列(Chambers et al.,1986;Espion et al.,1987;Le et al.,1988;McGinnes and Morrison,1986;Toyoda et al.,1987)と一致していた。NDV毒性株に感染した細胞中で合成されるHN糖タンパク質は切断されていない74kDaの糖タンパク質である。例えばUlsterおよびQueenslandのような極端に無毒性の株は、活性化には切断を要求するHN(HN0)をコードしている(Garten et al.,1980)。FおよびHN遺伝子のTROVAC−NDV中での発現を、遺伝子産物が正確にプロセシングされ、提供されているかどうかを確認するために分析した。ポリクローナル抗NDVニワトリ血清を用いた、直接的ではない免疫蛍光により、免疫活性なタンパク質が感染細胞の表面に提供されていることが確認された。両方のタンパク質が原形質膜上に提供されていることを決定するために、FもしくはHN糖タンパク質のいずれかを発現するワクシニア組換体に対するモノ特異的ウサギ血清が生成された。これらの血清を用いた直接的でない免疫蛍光により、両方のタンパク質の表面での提供が確認された。
免疫沈降実験を、親および組換えウイルスに感染させたCEF細胞の(35S)メチオニン標識破砕物を用いて行った。F1およびF2のグリコシル化された状態での見かけの分子量の期待値は、それぞれ54.7および10.3kDaである(Chambers et al.,1986)。ポリクローナル抗NDV血清を用いた免疫沈降実験において、適当なサイズの融合特異的産物がNDV−F単独組換体vFP29(Taylor et al.,1990)およびTROVAC−NDV二重組換体vFP96から検出された。適切なサイズのHN糖タンパク質もまたNDV−HN単独組換体vFP47(Edbauer et al.,1990)およびTROVAC−NDVから検出された。感染させなかった細胞、および親TROVACを感染させたCEF細胞からはNDV特異的産物は検出されなかった。
CEF細胞においてFおよびHN糖タンパク質は、適切に細胞表面上に提供され、そこにおいてそれらはNDV免疫血清によって認識された。免疫沈降分析により、毒性株で要求されるようにF0タンパク質は正確にF1およびF2成分へと切断されることが示された。同じようにHN糖タンパク質は組換体TROVAC−NDVに感染させたCEF細胞中で正確にプロセシングされた。
以前の報告(Taylor et al.,1990;Edbauer et al.,1990;Boursnell et al.,1990a,b,c;Ogawa et al.,1990)では、HNもしくはFのいずれかのみの発現で、NDV投与に対する防御免疫の誘導には十分であると示唆されていた。しかしながら、他のパラミクソウイルスについての研究により、十分な防御免疫には両方のタンパク質に対する抗体要求され得ることが示唆されている。SV5ウイルスはHN糖タンパク質に対する抗体の存在下で組織培養中に拡散できるが、F糖タンパク質に対する抗体の場合はできない。(Merz et al.,1980)。加えて、殺された麻疹ウイルスワクチンでのワクチン失敗は融合成分の不活性化によるものであると提案されている(Norrby et al.,1975)。両方のNDV糖タンパク質はウイルス中和抗体の誘導に反応性であり(Avery et al.,1979)、および両方の糖タンパク質は、独立してニワトリポックスベクターで発現された場合にも防御的免疫反応を誘導できることが示されているが、最も効果的なNDVワクチンには両方の糖タンパク質を発現しなくてはならないことが理解されている。
実施例21 狂犬病ウイルス糖タンパク質 Gを発現するALVAC組換体の構築
本実施例では、カナリアポックスウイルスベクター、ALVACおよびALVAC−RG(vCP65)と命名されたカナリアポックス−狂犬病組換体の開発およびその安全性と効率を記述する。
細胞とウイルス 親カナリアポックス(Rentschler株)はカナリアのためのワクチン株である。ワクチン株は野生株単離体から得られ、ニワトリ胚繊維芽細胞上で200回以上の継代を通して弱毒化された。マスターウイルスシードは4回の連続した寒天下プラークハイブリダイゼーションにかけられ、1つのプラーククローンがさらに5回の付加的な継代により増幅され、その後ストックウイルスが親株として生体外組換え試験において用いられた。プラーク精製されたカナリアポックス単離体はALVACと命名された。
カナリアポックス挿入ベクターの構築 880bpのカナリアポックスPvuII断片を、pUC9中のPvuII部位の間にクローン化し、pRW764.5とした。この断片の配列を図17(配列番号62)中の位置1372および2251の間に示す。C5と命名されたオープンリーディングフレームの限定が決定された。オープンリーディングフレームは断片中の位置166から開始され、位置487で終了することが決定された。オープンリーディングフレームに干渉することなくC5の欠失がなされた。位置167から位置455までの塩基は配列(配列番号63)
GCTTCCCGGGAATTCTAGCTAGCTAGTTT
により置換された。この置換用配列はHindIII、SmaI、およびEcoRI挿入部位および、それに続くワクシニアウイルスRNAポリメラーゼによって認識される翻訳停止および転写終結シグナル(Yuen et al.,1987)を有している。C5 ORF欠失は以下に記述されるように行った。プラスミドpRW764.5を部分的にRsaIで切断し、線状産物を単離した。RsaI線状断片を再びBglIIで切断し、今、位置156から位置462へのRsaIからBglIIへの欠失のあるpRW764.5断片を単離し、以下の合成ヌクレオチドのためのベクターとして用いた
オリゴヌクレオチドRW145およびRW146をアニーリングさせ、pRW764.5RsaIおよびBglIIベクターに上記のように挿入した。その結果生成されたプラスミドはpRW831と命名された。
狂犬病G遺伝子を含む挿入ベクターの構築 pRW838の構築を以下に記述する。オリゴヌクレオチドAからEは、H6プロモーターの翻訳開始コドンおよび狂犬病GのATGとオーバーラップしているが、これらをpUC9中にpRW737としてクローン化した。オリゴヌクレオチドAからEはH6プロモーター、NruIでの開始、狂犬病GのHindIIIを通ってそれに続くBglIIを含んでいる。
オリゴヌクレオチドAからE((配列番号66)−(配列番号70))の配列は:
アニーリングさせたオリゴヌクレオチドAからEの配置は以下の通りである:
オリゴヌクレオチドAからEをキナーゼ処理し、アニーリングさせ(95℃、5分間、続いて室温まで冷却)、pUC9のPvuII部位に挿入した。その結果生成されたプラスミドpRW737を、HindIIIおよびBglIIで切断し、ptg155PRO(Kieny et al.,1984)の1.6kbpのHindIII−BglII部位のためのベクターとして用い、pRW739を生成した。ptg155PROのHindIII部位は狂犬病G遺伝子の翻訳開始コドンから86bp下流にある。BglIIはptg155PRO中の狂犬病G遺伝子翻訳終了コドンの下流にある。pRW739を部分的にNruIで切断し、完全にBglIIで切断し、以前に記述された(Taylor et al.,1988a,b;Guo et al.,1989;Perkus et al.,1989)H6プロモーターの3’末端を狂犬病G遺伝子全体を通して含んでいる1.7kbpのNruI−BglII断片を、pRW824のNruIおよびBamHI部位の間に挿入した。その結果生成されたプラスミドはpRW832と命名された。pRW824への挿入によりNruIのH6プロモーター5’を付加した。pRW824の、SmaIが続いているBamHIの配列は(配列番号71):GGATCCCCGGGである。pRW824は、ワクシニアウイルスH6プロモーターに正確に連結した非関連遺伝子を有している。NruIおよびBamHIでの消化によりこの非関連遺伝子を完全に切り出した。1.8kbppRW832のSmaI断片は、H6プロモートされた狂犬病Gを有しており、pRW831のSmaI部位中に挿入され、プラスミドpRW838を生成した。
ALVAC−RGの開発 プラスミドpRW838を、ALVACを感染させた初代CEF細胞に、以前に記述された(Panicali et al.,1982;Piccini et al.,1987)リン酸カルシウム沈殿法により形質導入した。狂犬病G遺伝子特異的プローブとのハイブリダイゼーションに基づいて陽性プラークを選択し、純粋な集団が達成させるまで6回の連続したプラーク精製過程にかけた。1つの代表プラークが続いて増幅され、その結果生成されたALVAC組換体はALVAC−RGと命名された(vCP65)(図18Aおよび18Bもまた参照されたい)。狂犬病G遺伝子のALVACゲノムへの、続いて起こる変異なしでの正確な挿入を、配列分析により確認した。
免疫蛍光 成熟狂犬病ウイルス粒子の集合の最後の段階で、糖タンパク質成分はゴルジ体から、細胞質へ伸長しているカルボキシ末端および細胞膜の外側表面上のタンパク質のバルクとともにそれが蓄積する原形質膜へと輸送される。ALVAC−RGで発現された狂犬病糖タンパク質が正確に提供されていることを確認するために、ALVACまたはALVAC−RGに感染させた初代CEF細胞について免疫蛍光を行った。免疫蛍光は以前に記述されたように(Taylor et al.,1990)、狂犬病Gモノクローナル抗体を用いて行った。ALVAC−RGに感染させたCEF細胞では強力な表面蛍光が検出されたが、親ALVACに感染させたものは検出されなかった。
免疫沈降 予め形成された初代CEF単層、Vero(アフリカミドリザル腎臓細胞の系統、ATCC#CCL81)およびMRC−5細胞(ノーマルヒト胎児肺組織から派生した繊維芽様細胞系統、ATCC#CCL171)を、10pfuの親ウイルスALVACおよび組換えウイルスALVAC−RGで放射性標識35S−メチオニンの存在下で接種し、以前に記述されたように処理した(Taylor et al.,1990)。免疫沈降を、狂犬病G特異的モノクローナル抗体を用いて行った。約67kDaの分子量の狂犬病特異的糖タンパク質の効果的な発現が組換体ALVAC−RGに関して検出された。感染させていない細胞もしくは親ALVACウイルスに感染させた細胞においては、狂犬病特異的産物は検出されなかった。
連続継代実験 非鳥類種の範囲でのALVACウイルスの研究においては、拡散的感染も明白な病気も観察されなかった(Taylor et al.,1991b)。しかしながら、親も組換体もどちらも非鳥類種細胞中で増殖可能に適応しないようにするために、連続継代実験を行った。
2つのウイルス、ALVACとALVAC−RGを3種類の細胞系統で10連続盲継代(blind passage)を行った:
(1)11日経過白レグホン胚から調製された初代ニワトリ胚繊維芽(CEF)細胞;
(2)Vero細胞−アフリカミドリザル腎臓細胞の連続系統(ATCC#CCL81);
(3)MRC−5細胞−ヒト胎児肺組織から派生した二倍体細胞系統(ATCC#CCL171)。
最初の接種は0.1pfu/細胞のm.o.iで、一皿あたりの2x106の細胞を含む3枚の60mmのディッシュを用いて行った。ひとつのディッシュは、40μg/mlのDNA複製阻害剤シトシンアラビノシド(Ara C)の存在下で接種した。1時間、37℃での吸収期間の後、接種物を取り除き、単層を吸収されなかったウイルスを除去するために洗浄した。このとき、培地を、2つのディッシュ(試料t0からt7)では5mlのEMEM+2% NBCSで、第3のディッシュでは40μg/mlのAra Cを含む5mlのEMEM+2% NBCSで(試料t7A)置換した。残存投入ウイルスの指標を提供するため、試料t0は−70℃で凍結した。試料t7およびt7Aを37℃で7日間保温し、その後で内容物を回収し細胞を非直接的超音波破砕により破砕した。
それぞれの細胞系統のt7試料の1mlを希釈せずに、同じ細胞系統の3枚のディッシュ(試料t0、t7およびt7Aを提供するため)に、そして1枚の初代CEF細胞のディッシュに接種した。試料t0、t7およびt7Aを継代1として扱った。付加的なCEF細胞への接種は、非鳥類種の細胞中に存在するかも知れないウイルスの、より高感度の検出のための増幅工程である。
この工程を10回(CEFおよびMRC−5)または8回(Vero)の連続盲継代について繰り返した。試料は続いて3回凍結、融解させ、初代CEF単層上での滴定によりアッセイした。
それぞれの試料中のウイルス収量を、寒天下のCEF単層上のプラーク滴定により決定した。まとめた実験の結果を表5および6に示す。
結果より、親ALVACおよび組換体ALVAC−RGは両方ともCEF単層上で力価の損失なしに持続した複製が可能であることが示唆された。Vero細胞においては、ALVACは2回の継代で、そしてALVAC−RGは1回の継代で、ウイルスレベルは検出レベル以下に低下した。MRC−5細胞においては、同様の結果が明白となり、1継代の後はウイルスは検出されなかった。表5および6には4継代の結果のみを示したが、この一連の工程はVeroについては8継代、MRC−5については10継代続けたが、いずれのウイルスも非鳥類種細胞中で増殖可能であるような検出可能な適応は無かった。
継代1においては、比較的高いレベルのウイルスが、MRC−5およびVero細胞のt7試料中に存在していた。しかしながら、このウイルスのレベルはt0試料、およびウイルス複製が起こり得ないシトシンアラビノシドの存在下で保温されたt7A試料においてみられたものと同等であった。このことは、非鳥類種細胞で7日に見られたウイルスレベルは、新たに複製されたウイルスではなく残存ウイルスを示していることを表している。
アッセイをより敏感にするため、それぞれの細胞系統からの7日の回収物を許容的CEF単層に接種し、細胞変性効果(CPE)が得られた時点、またCPEが見られなかった場合は7日で回収した。この実験の結果を表7に示す。許容的細胞系統を通した増幅の後ですらも、MRC−5およびVero細胞は付加的な2継代においてのみ検出された。これらの結果は、用いられた条件においては、いずれのウイルスもVeroもしくはMRC−5細胞中での増殖への適応は無かったことを示している。
サル科マカク属のサル(Macaque)への接種 4匹のHIV血清陽性のサルを最初にALVAC−RGで表8に記述したように接種した。100日後、これらの動物の追加免疫効果を決定するために再接種し、さらに付加的に7匹の動物をある投与量範囲で接種した。血液を適当な間隔で取り出し、56℃、30分間熱失活させた後、抗狂犬病抗体の存在について、高速蛍光焦点阻害アッセイ(Smith et al.,1973)を用いて血清を分析した。
チンパンジーへの接種 2匹の雄成チンパンジー(50−65kgの体重範囲)を、1x107pfuのvCP65で筋肉内または皮下で接種した。動物の反応を観察し、RFFI試験(Smith et al.,1973)による抗狂犬病抗体の存在分析のために定期的に採血した。動物を、最初の接種から13週間後に同じ投与量で再接種した。
マウスへの接種 マウスの群を50−100μlの範囲の異なったバッチのvCP65の希釈液で接種した。マウスは足部で接種された。14日目に、15−43マウスLD50の狂犬病ウイルス毒性CVS株を頭蓋内接種で投与した。マウスの生存を観察し、50%防御率(PD50)を、接種後28日に計算した。
イヌおよびネコへの接種 生後5ヶ月の10匹のビーグル犬および生後4ヶ月の10匹のネコに、6.7もしくは7.7log10TCID50のALVAC−RGを皮下で接種した。4匹のイヌおよびネコには接種しなかった。動物から接種後14および28日に採血し、抗狂犬病抗体をRFFI試験で評価した。6.7log10TCID50のALVAC−RGを接種した動物には接種後29日に、3.7log10マウスLD50(イヌ)もしくは4.3log10マウスLD50(ネコ)のNYGS狂犬病ウイルス投与株を投与した。
リスザルへの接種 4匹のリスザル(Saimiri sciureus)の3つの群に、3つのウイルス、(a)ALVAC、親カナリアポックスウイルス、(b)ALVAC−RG、狂犬病G遺伝子を発現する組換体、または(c)vCP37、ネコ白血病ウイルスエンベローブ糖タンパク質を発現するカナリアポックス組換体、の1つを接種した。接種は、ケタミン麻酔(ketamine anaesthesia)のもとで行った。各々の動物は同時:(1)20μlを右目の表面に傷付処理なしに点眼;(2)100μlを口内へいくつかの水滴として;(3)100μlを、右腕の外側表面の剃った皮膚上の2つの皮内接種部位それぞれに;(4)100μlを右大腿部前方筋肉中に投与された。
4匹の猿に各々のウイルスを、2匹はトータルで5.0log10pfu、2匹はトータルで7.0log10pfu接種した。動物から規則的な間隔で採血し、血清をRFFI試験(Smith et al.,1973)を用いて抗狂犬病抗体の存在に関して分析した。動物のワクチン接種に対する反応を毎日観察した。最初の接種の6ヶ月後、ALVAC−RGを投与された4匹の猿、最初にvCP37を投与された2匹の猿、最初にALVACを投与された2匹の猿に加えて接種されていない猿に、6.5log10pfuのALVAC−RGを皮下接種した。RFFI試験(Smith et al.,1973)により狂犬病中和抗体の存在について血清を観察した。
ヒト細胞系統へのALVAC−RGの接種 ウイルスが生産的に複製されない非鳥類種細胞中で、外来遺伝子の効率的な発現が得られるか否かを決定するため、5つの細胞型、1つは鳥類種で4つは非鳥類種を、ウイルス収量、外来狂犬病G遺伝子の発現およびウイルス特異的DNA蓄積に関して分析した。接種された細胞は:
(a)Vero、アフリカミドリザル腎臓細胞、ATCC#CCL81;
(b)MRC−5、ヒト胚肺、ATCC#CCL171;
(c)WISH、ヒト羊膜、ATCC#CCL25;
(d)デトロイト−532、ヒト包皮、ダウン症、ATCC#CCL54;および
(e)初代CEF細胞。
11日経過白レグホン胚から調製されたニワトリ胚繊維芽細胞を陽性コントロールとして含んだ。全ての接種は、予め形成された2x106の細胞の単層について以下に記述するように行った。
A DNA分析の方法
3枚のそれぞれの細胞系統のディッシュを5pfu/細胞のウイルスで試験のもとで接種し、別の1つのそれぞれの細胞系統のディッシュを接種しないでおいた。1つのディッシュは40μg/mlのシトシンアラビノシド(Ara C)の存在下で保温した。37℃、60分間の吸収期間の後、接種物を取り除き、単層を吸収されなかったウイルスを除去するために2回洗浄した。培地(Ara Cが存在もしくは不在)は続いて置換された。1つのディッシュ(Ara C無し)からの細胞を、時間0の試料として回収した。残りのディッシュは、37℃で72時間保温し、そのとき細胞を回収しDNA蓄積分析に用いた。2x106の細胞それぞれは、0.5mlの40mMEDTAを含むリン酸緩衝食塩水(PBS)に再懸濁し、37℃で5分間保温した。等量の、42℃で予め保温された120mMのEDTAを含む1.5%アガロースを細胞懸濁液に加え、穏やかに混合した。懸濁液はアガロースプラグ型へ移され少なくとも15分固定化された。アガロースプラグを続いて取り除き、プラグを完全にカバーする量の溶解バッファー(1%サルコシル(sarkosyl)、100μg/mlプロテイナーゼK、10mMトリス塩酸pH7.5、200mMEDTA)中で12−16分間50℃で保温した。溶解バッファーを、続いて5.0mlの滅菌0.5xTBE(44.5mMトリス−ホウ酸、44.5mMホウ酸、0.5mMEDTA)で置換し、4℃で6時間にわたり3回TBEバッファーを交換して平衡化した。プラグ内のウイルスDNAをパルスフィールド電気泳動により細胞RNAおよびDNAと分画した。電気泳動は20時間にわたり180Vで50−90秒のランプで、15℃、0.5xTBE中で行った。DNAはラムダDNA分子量スタンダードとともに泳動した。電気泳動後、ウイルスDNAバンドはエチジウムブロミド染色により可視化した。DNAは続いてニトロセルロース膜に移され、精製ALVACゲノムDNAから調製された放射性標識プローブで探索した。
B.ウイルス収量の評価
投入多重度を0.1pfu/細胞にしたこと以外は、正確に上記のようにディッシュに接種した。感染後72時間で、3回連続の凍結融解サイクルにより破砕した。ウイルス収量はCEF単層上のプラーク滴定により評価した。
C.狂犬病G遺伝子の発現の分析
多重度10pfu/細胞で、組換体もしくは親ウイルスをディッシュに接種し、さらに付加的に、1つのディッシュをウイルス感染させていない対照とした。1時間の吸収期間の後、培地を取り除きメチオニンフリーの培地で置換した。30分の期間の後に、この培地を25μCi/mlの35S−メチオニンを含むメチオニンフリー培地で置換した。感染させた細胞を一晩標識し、続いてバッファーA溶解バッファーを添加して溶解させた。免疫沈降を、狂犬病G特異的モノクローナル抗体を用いて、以前に記述されたように(Taylor et al.,1990)行った。
結果:ウイルス収量の評価 0.1pfu/細胞での接種後72時間後の収量の滴定の結果を表9に示す。この結果は、鳥類細胞においては生産的感染がなされうる一方で、4つの非鳥類種細胞システムでは、ウイルス収量の増加はこの方法では検出されなかったことを示唆している。
ウイルスDNAの蓄積の分析 生産的ウイルス複製の防御が、DNA複製の前で行われているかもしくは後でかを決定するために、細胞破砕物由来のDNAを電気泳動により分画し、ニトロセルロース膜に移し、ウイルス特異的DNAの存在を探索した。感染させなかった細胞、ALVAC−RGを感染させた時間0のCEF細胞、ALVAC−RGを感染させた感染後72時間のCEF細胞、および40μg/mlのシトシンアラビノシドの存在下でALVAC−RGを感染させた感染後72時間のCEF細胞由来のDNAは全て、いくらかの、恐らくは放射性標識ALVAC DNAプローブの調製におけるCEF細胞DNAの混入によるバックグラウンド活性を示した。しかしながら、感染後72時間のALVAC−RG感染CEF細胞は、ALVAC特異的ウイルスDNA蓄積を示す約350kbpの領域にある強いバンドを示した。このようなバンドは、培地をDNA合成阻害剤シトシンアラビノシドの存在下で保温した場合には検出されなかった。Vero細胞中で生成された相当する試料では、ALVAC−RGに感染させた時間0のVero細胞において、約350kbpのかすかなバンドが示された。このレベルは残存ウイルスを示す。バンドの強度は、感染後72時間には増幅されており、ウイルスの繁殖の増加とはならないVero細胞において、いくらかのレベルのウイルス特異的DNAの複製が起こっていることが示唆された。MRC−5細胞で生成された相当する試料は、この細胞系統では、これらの条件下ではウイルス特異的DNAの蓄積は検出されないことを示唆していた。この実験を続いて付加的なヒト細胞系統、特にWISHおよびデトロイト532細胞を含むように拡張した。ALVAC感染CEF細胞を陽性コントロールとして用意した。ALVAC−RGで接種した、WISH、デトロイト532細胞のいずれにおいても、ウイルス特異的DNA蓄積は検出されなかった。この方法の検出限界はまだ十分に確認されておらず、この方法の感度より低いレベルで、ウイルスDNA蓄積は起こっているかも知れないことは注意されるべきである。ウイルスDNA複製を3Hチミジンの取り込みによって測定した別の実験は、VeroおよびMRC−5について得られた結果を支持していた。
狂犬病G遺伝子の発現の分析 いずれかの遺伝子、特に挿入した外来遺伝子の発現が、ウイルスDNA複製のないヒト細胞系列中で起こるか否かを決定するため、ALVACおよびALVAC−RGに感染させた、35S−メチオニン標識された鳥類および非鳥類細胞破砕物について免疫沈降実験を行った。狂犬病G遺伝子特異的モノクローナル抗体を用いた免疫沈降の結果は、ALVAC−RGに感染させたCEF、VeroおよびMRC−5、WISHおよびデトロイト細胞中で67kDaの糖タンパク質の免疫沈降を示した。このような特異的狂犬病遺伝子産物は、感染させていないか又は親に感染させた細胞破砕物からは検出されなかった。
この実験の結果は、分析されたヒト細胞系統中では、ALVAC−RG組換体は感染を開始しH6ワクシニアウイルス初期/後期プロモーターの転写制御のもとで外来遺伝子を発現することは可能であるが、DNA複製を通した複製は進行せず、いかなる検出可能なウイルス繁殖の生成も見られなかった。Vero細胞中においては、いくらかのレベルでのALVAC−RG特異的DNA蓄積は見られたが、これらの方法によってはウイルス繁殖は検出されなかった。これらの結果は、分析されたヒト細胞系統中ではウイルス複製の防御はDNA複製の開始に先だって起こるが、その一方Vero細胞中では防御はウイルスDNA複製の開始に続いて起こることを示唆しているであろう。
ALVAC−RGにおいて発現された狂犬病糖タンパク質が免疫原性か否かを決定するため、多くの動物種をこの組換体の接種により試験した。現在の狂犬病ワクチンの効率はマウスモデルシステムで評価されている。それ故、ALVAC−RGを用いた同様の試験を行った。9つの異なったウイルス調製物(種ウイルスを10連続の組織培養継代後に生成されたワクチンバッチ(J)を含む)を、6.7から8.4のlog10TCID50/mlの感染力価の範囲で連続的に希釈し、50から100μlの希釈液を4匹の生後6週間のマウスの足部に接種した。マウスに14日後に頭蓋内経路で、対照マウスグループ中の致死滴定により決定された15から43マウスLD50を含む300μlの狂犬病ウイルスCVS株を投与した。PD50(50%防御量)として表された能力を、投与14日後に計算した。この実験の結果を表10に示す。この結果から、ALVAC−RGは一貫して、3.33から4.56、平均3.37(標準偏差0.48)のPD50値の範囲で狂犬病ウイルス投与に対してマウスを防御可能であることが示された。この研究の拡散として、雄マウスを、6.0log10TCID50のALVACを含む50μlのウイルス、または等量の感染させていない細胞懸濁液で頭蓋内に接種した。マウスを接種後1日、3および6日に犠牲にし、脳を取り除き、固定し、分画した。組織病理学的試験により、マウス中でのALVAC−RGの神経毒性の証拠は無いことが示された。
ALVAC−RGのイヌおよびネコに対する安全性と効率を評価するため、14の生後5ヶ月のビーグル犬の群および14の生後4ヶ月のネコの群を試験した。それぞれの種の4匹の動物はワクチン接種されなかった。5匹の動物は6.7log10TCID50を皮下投与で、5匹の動物は7.7log10TCID50を同じ経路で投与された。動物は抗狂犬病抗体の分析のために採血された。接種されなかったまたは6.7log10TCID50を投与された動物に、接種後29日目に3.7log10マウスLD50(イヌ、側頭中)または4.3log10マウスLD50(ネコ、首中)のNYGS狂犬病ウイルス投与株を投与した。この実験の結果を表11に示した。
いずれの投与量についても、イヌ、ネコいずれにおいても接種に対する不利な反応は見られなかった。6.7log10TCID50で免疫化された5匹のイヌのうちの4匹は、ワクチン接種後14日で抗体力価を有し、29日には全てのイヌが有していた。全てのイヌは、対照の4匹中3匹を殺すような投与に対して防御された。ネコにおいては、6.7log10TCID50を投与された5匹のうち3匹が、14日に特異的抗体力価を有し、29日には全てのネコが陽性であったが平均抗体力価は2.9IUと低かった。全ての対照を殺すような投与に対して5匹中3匹が生き残った。7.7log10TCID50で免疫化された全てのネコは14日に抗体力価を有し、29日には、相乗平均力価は8.1国際単位と計算された。
リスザル(Saimiri sciureus)のALVAC、ALVAC−RGおよび関係のないカナリアポックスウイルス組換体の接種に対する免疫反応を調べた。猿のグループを上記のように接種し、狂犬病特異的抗体の存在について血清分析した。皮内経路の接種に対する軽度の典型的な皮膚反応は別にして、不利な反応はいずれの猿においても見られなかった。少量の残存ウイルスが皮膚外傷から、皮下接種の後、接種後2日および4日のみに単離された。全ての検体で7日およびそれ以降は陰性だった。筋内接種に対する局部反応は無かった。ALVAC−RGで接種された4匹の全ての猿が、RFFI試験で測定された抗狂犬病血清中和抗体を生産した。最初の接種から約6ヶ月後、全ての猿および1匹の付加的な接種されていない猿に、6.5log10TCID50のALVAC−RGを、皮下経路で左大腿部の外側表面上に再び接種した。抗狂犬病抗体の存在について血清を分析した。結果を表12に示す。
狂犬病にかかったことのない5匹の猿のうち4匹が、ALVAC−RGの接種後7日までに血清学的反応を生成した。接種後11日までには、5匹の猿全てが検出可能な抗体を有していた。前に狂犬病糖タンパク質にさらした4匹の猿の、全てがワクチン接種後の3日と7日との間に顕著な血清中和力価の増加を示した。この結果はリスザルのALVAC−RGでのワクチン接種は、不利な副作用を引き起こさず、初期中和抗体反応が誘導されうることを示している。アムナネスティック(amnanestic)反応もまた再ワクチン接種で誘導される。ALVACもしくは無関係の外来遺伝子を発現するカナリアポックス組換体への事前の接種は、再ワクチン接種時の抗狂犬病免疫反応の誘導に影響しなかった。
HIV−2血清陽性のサルのALVAC−RG接種に対する免疫的反応を評価した。動物は上記のように接種され、抗狂犬病血清中和抗体の存在をRFFI試験によって評価した。その結果は、表13に示されているが、皮下経路で接種されたHIV−2陽性動物は、抗狂犬病抗体を1回の接種の11日後までに生成した。アムナネスティック反応が、最初の接種の約3ヶ月後に与えられた追加免疫接種の後で検出された。経口経路で組換体を投与された動物においては反応は検出されなかった。加えて、一連の6匹の動物を、減少させた量のALVAC−RGで筋内または皮下経路のいずれかで接種した。接種された6匹の内の5匹が、接種後14日までに、抗体力価に顕著な差もなく反応した。HIVに事前にさらされたチンパンジーを、7.0log10pfuのALVAC−RGで皮下もしくは筋内経路で接種した。接種後3ヶ月に、両方の動物を同じ方法で再接種した。結果を表14に示す。
筋内もしくは皮下のいずれの経路でも、不利な反応は見られなかった。両方のチンパンジーは最初の接種に14日までに反応し、再接種に続いて強力な上昇反応が検出された。
実施例22 狂犬病糖タンパク質を発現するカナリアポックスウイルス(ALVAC−RG)を用いたヒトの免疫化
ALVAC−RG(vCP65)は実施例21および図18Aおよび18Bで記述されたように開発された。ワクチン製造をスケールアップするために、ALVAC−RG(vCP65)を特定の病原体のない卵から派生した初代CEF細胞中で増殖させた。細胞を多重度0.01で感染させ、37℃で3日間保温した。
ワクチンウイルス懸濁液を、血清フリーの培地中の感染させた細胞の超音波破砕により得た;細胞破片を遠心分離と濾過により取り除いた。その結果得られた清澄化された懸濁液にリンパ形成安定剤(アミノ酸混合物)を加え、1回分の量ごとにバイアルに小分けし、凍結乾燥した。血清フリー培地およびリンパ形成安定剤中のウイルス懸濁液を10倍ごとに連続して希釈することにより、力価が減少してゆく3つのバッチをリンパ形成に先だって調製した。
細胞基質、培地およびウイルスシードおよび最終産物の品質制御テストを、実験室齧歯類中での無害性および偶発的な作用物に注意しながら行った。望ましくない特徴は何も発見されなかった。
臨床前データ 生体外での研究により、VeroまたはMRC−5細胞はALVAC−RGの増殖を支持しないことが示された;一連の8(Vero)および10(MRC−5)盲連続継代により、ウイルスのこれらの非鳥類細胞系統中での増殖への検出可能な適応は引き起こされなかった。ALVAC−RG(vCP65)を感染もしくは接種したヒト細胞系統(MRC−5、WISH、デトロイト532、HEL、HNKもしくはEBVを形質転換したリンパ芽球細胞)の分析で、ウイルス特異的DNAの蓄積は見られず、これらの細胞内においてはDNA合成に先だって複製のブロックが起きていることが示唆された。しかしながら、重要なことには、狂犬病ウイルス糖タンパク質遺伝子の発現は、試験された全ての細胞系統において、カナリアポックス複製サイクルの中止段階はウイルスDNA複製に先だって行われることを示している。
ALVAC−RG(vCP65)の安全性および効率は、動物における一連の実験で立証された。カナリア、ニワトリ、アヒル、ガチョウ、実験室齧歯類(乳児および成マウス)、ハムスター、モルモット、ウサギ、ネコおよびイヌ、リスザル、サル科マカク属のサル、およびチンパンジーに、105から108pfuの範囲にある量を接種した。多様な経路が用いられ、もっとも一般的には皮下、筋内および皮内であったが、経口(サルおよびマウス)および頭蓋(マウス)内も用いられた。
カナリアにおいては、ALVAC−RG(vCP65)は乱切部位において「受け入れ」外傷を、病気の兆候または死を伴わずに引き起こした。ウサギへの皮内接種は、拡散せずに7−10日で治る典型的なポックス接種反応を引き起こした。これらの動物実験のいずれにおいても、カナリアポックスによる望ましくない副作用は見られなかった。ALVAC−RG(vCP65)の接種に続いて、齧歯類、イヌ、ネコ、および霊長類において、高速蛍光焦点阻害試験(RFFIT)で測定された抗狂犬病抗体が生産されたことにより、免疫原性が立証された。ALVAC−RGで免疫化されたマウス、イヌ、およびネコにおける狂犬病ウイルス投与実験により、防御が立証された。
ボランティア 25人の健康な、20−45歳の年齢で、以前に狂犬病免疫の経歴のない成人を登録した。彼らの健康状態を完全な医学的経歴、生理的試験、血液学および血液化学分析により評価した。除外基準には、妊娠、アレルギー、あらゆる種類の免疫抑制、慢性衰弱病、ガン、過去3ヶ月以内の免疫グロブリンの注入、およびヒト免疫不全ウイルス(HIV)もしくはB型肝炎表面抗原に対する血清陽性が含まれていた。
研究計画 参加者に無作為に標準ヒト二倍体細胞狂犬病ワクチン(HDC)バッチ番号E0751(Pasteur Merieux Serums & Vaccine、Lyon、France)または研究用ワクチンALVAC−RG(vCP65)を割り当てた。
この試みは量増加研究と命名された。実験用ALVAC−RG(vCP65)ワクチンの3つのバッチは、3つのグループのボランティア(グループA、BおよびC)に順番に、各々の段階の間に2週間の間隔を置いて用いられた。3つのバッチの濃度はそれぞれ、103.5、104.5、105.5組織培養感染量(TCID50)/投与量であった。
それぞれのボランティアは、同じワクチンを4週間の間隔をおいて三角筋領域に皮下で2投与量投与された。注入されたワクチンの本質は、最初の接種時には参加者には知られていなかったが、調査者には知られていた。
2回目の注入時の、即時ヘルペス感受性の危険を最小化するため、実験ワクチンの中程度の量を割り当てられたグループBのボランティアは、少ない量を1時間前に接種され、大量を割り当てられたグループCは、少量および中程度の量を1時間の間隔をおいて連続的に投与された。
6ヶ月後、最も多い投与量のALVAC−RG(vCP65)(グループC)およびHDCワクチンの被験者に、3回目の量のワクチンを要請した;彼らは無作為に、前回と同じワクチンを投与されるるかまたは別のワクチンを投与された。その結果、以下の免疫化の手順に相当する4種類のグループが形成された。1.HDC、HDC−HDC;2.HDC、HDC−ALVAC−RG(vCP65);3.ALVAC−RG(vCP65)、ALVAC−RG(vCP65)−HDC;4.ALVAC−RG(vCP65)、ALVAC−RG(vCP65)−ALVAC−RG(vCP65)。
副作用の観察 全ての対象を注入後1時間観察し、次の5日間毎日再検査した。彼らは局所的および全体的反応を次の3週間記録するよう要請され、1週間に2回問診された。
実験室調査者 登録前およびそれぞれの接種後2、4および6日後の血液試料を得た。分析は、全血液細胞計数、肝臓酵素およびクレアチンキナーゼアッセイを含んでいた。
抗体アッセイ 最初の注入の7日前および、研究の7、28、35、56、173、187および208日に抗体アッセイを行った。
狂犬病に対する中和抗体のレベルは、高速蛍光焦点阻害試験(RFFIT)(Smith & Yaeger、Laboratory Techniques on Rabis中)を用いて決定した。カナリアポックス抗体は直接ELISAにより測定した。抗原である、Triton X100で破壊した精製カナリアポックスウイルスの懸濁液をマイクロプレートにコートした。固定化された血清の希釈液を室温で2時間反応させ、反応している抗体はペルオキシダーゼで標識化された抗ヒトIgGヤギ血清で明らかとされた。この結果は490nmの光学密度により表されている。
分析 25人の対象が登録され、研究を実行された。10人の男性と15人の女性で平均年齢は31.9歳であった(21から48まで)。3人を除く全ての対象が以前に天然痘ワクチンの証拠を有していた;残りの対象の3人は典型的な傷跡もワクチン接種経歴も有してはいなかった。3人の対象は少量の実験用ワクチン(103.5、104.5TCID50)の投与量で投与され、9人の対象は105.5TCID50の投与量で投与され、10人はHDCワクチンを投与された。
安全性(表14) 最初のシリーズの免疫化の間、接種後24時間以内に37.7℃を超える熱が、1人のHDC被験者(37.8℃)および1人のvCP65 105.5TCID50の被験者(38℃)において見られた。ワクチン接種に帰属される他の全体的反応はいずれの被験者においても観察されなかった。
局所的反応は皮下でHDCワクチンを接種された被験者10人中9人で見られ、vCP65の103.5、104.5、105.5TCID50での被験者ではそれぞれ3人中0人、3人中1人および9人中9人であった。
圧痛はもっとも一般的な兆候であったが、つねに穏やかであった。他の局所的兆候には、穏やかで一過性の赤化と硬化が含まれていた。全ての兆候は通常24時間以内に沈静化し、72時間以上は続かなかった。
血液細胞計数、肝臓酵素あるいはクレアチンキナーゼの値に顕著な変化は無かった。
免疫反応;狂犬病に対する中和抗体(表16) 最初の注入から28日後に全てのHDC被験者は防御的力価(0.5IU/ml以上)を有していた。これとは対照的に、ALVAC−RG(vCP65)の被験者は、グループAおよびB(103.5、104.5、TCID50)では0人が、グループC(105.5TCID50)では9人中2人のみがこの防御的力価に達していた。
56日目(即ち第2の接種から28日後)には、ALVAC−RG(vCP65)の被験者のうち、グループAでは3人中0人、グループBでは3人中2人、およびグループCでは9人中9人においてこの防御的力価が達成され、10人のHDC被験者の全てにおいても保持されていた。
56日の相乗平均力価は、グループA、B、CおよびHDCそれぞれにおいて0.05、0.47、4.4および11.5IU/mlであった。
180日には、全ての対象において狂犬病抗体力価は実質的に減少していたが、HDC被験者10人中5人、ALVAC−RG(vCP65)被験者9人中5人において最小防御力価である0.5IU/mlより大きく残存していた;相乗平均力価はグループHDCおよびグループCで、それぞれ0.51および0.45IU/mlであった。
カナリアポックスウイルスに対する抗体(表17) 観察された免疫化前力価は、高い力価を示した対象が事前のカナリヤに接触していなかったにも拘わらず、力価0.22から1.23O.D.単位で広く変化していた。免疫化前と2回目の免疫化後の力価との間での2倍より大きい増加と定義した場合、血清変換はグループBでは対象3人中1人、グループCでは対象9人中9人で得られたが、HDCまたはグループAでは対象は1人も血清変換されなかった。
追加免疫注入 ワクチンは同様に6ヶ月後の追加免疫接種時にも十分耐性があった:HDC追加免疫被験者9人中2人で、ALVAC−RG(vCP65)追加免疫被験者10人中1人で熱がみられた。局所的反応はHDC追加免疫被験者9人中6人で、ALVAC−RG(vCP65)追加免疫被験者9人中5人でみられた。
観察 図22A−22Dは、狂犬病中和抗体力価(高速蛍光焦点阻害試験(RFFIT)IU/ml)を示している:同じまたは別のワクチンで予め免疫化されたボランティア体内におけるHDCおよびvCP65(105.5TCID50)の追加免疫効果。ワクチンは0、28および187日および208日に与えられた。0、7、28、35、56、173および180日に抗体力価を測定した。
図22A−22Dに示されるとおり、与えられた追加免疫量は免疫化の方式に拘わらず全ての対象中で、狂犬病抗体力価のさらなる増加をもたらした。しかしながら、ALVAC−RG(vCP65)追加免疫は全体的に、HDC追加免疫より低い免疫反応を誘導し、ALVAC−RG(vCP65)、ALVAC−RG(vCP65)−ALVAC−RG(vCP65)グループは他の3つのグループより顕著に低い力価を有していた。同様に、ALVAC−RG(vCP65)追加免疫注入は、HDCワクチンを以前に投与された対象5人中3人、および以前にALVAC−RG(vCP65)で免疫化された対象5人すべてにおいて、カナリアポックス抗体力価の増加をもたらした。
全体として、vCP65の投与による局所的副作用は、ウイルスの局所的増殖を示すものではなかった。特に、ワクチンの注入後にみられる等の皮膚の外傷は無かった。見かけ上のウイルスの複製が無かったにも拘わらず、注入はボランティアにおいて大量のカナリアポックスベクターおよび発現された狂犬病糖タンパク質の両方に対する抗体の生産をもたらした。
狂犬病中和抗体は、マウス中の血清中和試験と相関することが知られている高速蛍光焦点阻害試験(RFFIT)によりアッセイした。105.5TCID50の被験者9人のうち、5人は最初の量の後より少ないレベルの反応を示した。狂犬病抗体の防御的力価が、2回目の接種の後で、試験された多量の被験者の全て、および、中程度の量の被験者においてすら3人中2人において得られた。この研究において、両方のワクチンは、生ワクチンで推奨されているが不活性化HDCにはされていない、皮下経路で投与された。この接種経路は、接種部位を注意深く観察するのに最適であるために選択されたが、これによりHDC被験者における抗体の遅い出現が説明できる:事実、HDC被験者は7日には1人も抗体増加を有していなかったが、HDCワクチンが筋肉で投与された殆どの研究においては、かなりの割合の対象が有している(Klietmann et al.,Int’l Green Cross−geneva,1981;Kuwert et al.,Int’l Green Cross−Geneva,1981)。しかしながら、本発明は必ずしも皮下経路の投与に限定されない。
狂犬病中和抗体のGMT(相乗平均)は、試験しているワクチンはHDC対照よりも低かったが、しかし防御に要求される最小値よりも十分に上だった。本研究で用いられた3種類の投与量について得られた明白な投与量効果反応は、より多量の投与量はより強力な反応を誘導するかもしれないことを示唆している。この開示から確かに、当業者は、委された患者に対する適切な量を選択できる。
抗体反応を上昇させる能力は、もう一つのこの実施例の重要な結果である;事実、狂犬病抗体力価は量、どの免疫化の方式でも、6ヶ月後に全ての対象において得られ、カナリアポックスベクターまたは狂犬病糖タンパク質によって以前に誘導された免疫性は組換えワクチン候補株または従来のHDC狂犬病ワクチンによる追加免疫にブロック効果を有さないことが示された。このことは、他のワクシニアウイルス組織体に関する、以前から存在する免疫によってヒトにおいて免疫反応はブロックされるという発見と対照をなす(Cooney et al.,Lancet 1991,337:567−72;Etinger et al.,Vaccine 9:470−72,1991)。
このように、この実施例は、非複製的ポックスウイルスが動物もしくは人間において免疫化ベクターとして、複製作用物は免疫反応を与えるという利点があるが、十分に伝播性であるウイルスによって引き起こされる安全性の問題をともなわずに利用可能であることが明白に示された。
実施例23 ALVACおよびNYVAのLD 50 の様々なワクシニアウイルス株との比較
マウス 雄の異系交配されたスイスウェブスターマウス(Swiss Webster mice)を、タコニック ファーム(Taconic Farm,Germantown,NY)より購入し、マウス用食事および水 ad libitumで生後3週間で使用するまで育てた(「通常」マウス)。両方の性の新生異系交配スイスウェブスターマウスを、タコニックファームで行われた続いての定期の妊娠により得た。用いられた全ての新生マウスは2日間の期間内に配達された。
ウイルス ALVACはカナリアポックスウイルス集団のプラーク精製により派生し、初代ニワトリ胚繊維芽細胞(CEF)中で調製された。ショ糖密度勾配遠心分離による精製に続いて、CEF細胞中でプラーク形成単位を数え上げた。ワクシニアウイルスWR(L)変異体は、WRの大プラーク表現型の選択により派生された(Panicali et al.,1981)。ニューヨーク州保健委員会ワクシニアウイルスワクチン株であるWyethは、Parmaceuticals Calf Lymph TypeワクチンDryvax、制御番号302001Bより得た。コペンハーゲン株ワクシニアウイルスVC−2をInstitut Merieux、Franceより得た。ワクシニアウイルス株NYVACはコペンハーゲンVC−2から派生された。Wyeth株を除く全てのワクシニアウイルス株をVeroアフリカミドリザル腎臓細胞中で培養し、ショ糖密度勾配遠心分離により精製しそしてVero細胞上でのプラーク形成単位を数え上げた。Wyeth株はCEF細胞中で増殖させ、CEF細胞中で数え上げた。
接種 10匹の通常マウスに、ストック調整物を滅菌リン酸緩衝生理食塩水で10倍づつ連続的に希釈したいくつかの希釈液の1つを、0.05ml頭蓋内経路(ic)で接種した。いくつかの場合には、希釈しないストックウイルス調製物を接種に用いた。
10匹の、生後1日または2日の新生マウスのグループに、通常マウスと注入量が0.03mlで用いられたこと以外は同じようにicで接種した。
全てのマウスについて、接種後14日(新生マウス)または21日(通常マウス)の期間にわたり、毎日死亡率を観察した。接種の次の朝に死んでいるのが見つかったマウスは、トラウマによる死の可能性があるので除外した。
実験集団の死亡率50%を達成するために要求される致死量(LD50)をReedおよびMuenchの比例法により測定した。
ALVACおよびNYVACの、通常マウスおよび、若異系交配マウスに対するic経路でのLD 50 と、様々なワクシニアウイルス株との比較 若マウス、通常マウスにおけるNYVACおよびALVACの毒性は、他の試験されたワクシニアウイルスよりも数桁のオーダーで低かった(表18)。NYVACおよびALVACは、Wyeth株より通常マウス中で3000倍以上も毒性が低いこと;125000倍以上も親VC−2より毒性が低いこと;および63000000倍もWR(L)派生体よりも毒性が低いことが判明した。これらの結果は、NYVACは他のワクシニア株と比較して高度に弱毒化されていること、および、両方とも極端に大量(3.85x108pfu;ALVACおよび3x108pfu;NYVAC)に頭蓋内経路で接種すると、まだ同定されていない機構によってマウスにおいて死を引き起こすが、ALVACは一般的に頭蓋内経路で投与された場合には若マウスにおいて非毒性であること、を示唆しているであろう。
ALVACおよびNYVACの、新生異系交配マウスに対するic経路でのLD 50 と、様々なワクシニアウイルス株との比較 5つのポックスウイルス株の相対毒性を、通常、新生マウスに対して頭蓋内(ic)投与モデルシステムにおいて滴定により試験した(表19)。終了点としての死亡率に関し、LD50値は、ALVACは100000倍以上もワクシニアウイルスWyeth株よりも非毒性であること;ワクシニアウイルスコペンハーゲンVC−2株より200000倍以上も非毒性であること;およびワクシニアウイルスWR−L株より25000000倍以上も非毒性であることが示された。にもかかわらず、試験された最も多量の投与量6.3x107pfuでは、死亡率100%という結果であった。6.3x106pfuでは、33.3%という死亡率であった。死の原因は、実際に決定されてはいないが、最も多量の投与量(約6.3LD50)のグループの平均生存時間(MST)は6.7プラスマイナス1.5日だったので、毒物学的またはトラウマ的本質ではないようであった。5LD50の投与量ではMSTが4.8プラスマイナス0.6日であるWR(L)と比較した場合、ALVACのMSTは顕著に長かった(P=0.001)。
NYVACと比較して、Wyethは15000倍以上も毒性であり;VC−2は35000倍以上も毒性であり;WR(L)は3000000倍以上も毒性であった。ALVACと同様に、最も多量の2つのNYVAC投与量6x108pfuおよび6x107pfuは、100%の死亡率を引き起こした。しかしながら、380LD50に相当する、最も多量に投与されたマウスのMSTはたったの2日であった(9匹が2日に死に、1匹が4日に死んだ)。これと対照的に、最も多量の500LD50に相当するWR−Lを投与された全てのマウスは、4日まで生存した。
実施例24 NYVAC(vP866)およびNYVAC−RG(vP879)の評価
免疫沈降 事前に形成された鳥類もしくは非鳥類細胞の単層に10pfu/細胞の親NYVAC(vP866)もしくはNYVAC−RG(vP879)ウイルスを接種した。接種をメチオニンフリーで2%の透析牛胎児血清を添加したEMEM中で接種を行った。1時間の保温の後で、接種物を除去し、培地を20μCi/mlの3.5S−メチオニンを含むEMEM(メチオニンフリー)で置換した。一晩、約16時間の保温の後、細胞をバッファーA(1%Nonidet P−40、10mMトリスpH7.4、150mM NaCl、1mM EDTA、0.01%アジ化ナトリウム、500単位/mlのアプロチニンおよび0.02%フェニルメチルスルフォニルフロリド)の添加により溶解させた。免疫沈降を、C.Trimarchi博士、Griffith研究所、ニューヨーク州保健部、Albany、ニューヨークによって供給された24−3F10と命名された、狂犬病糖タンパク質特異的モノクローナル抗体、およびベーリンガーマンハイム社より得られたラット抗マウス接合体(型番#605−500)を用いて行った。ファルマシアLKBバイオテクノロジー社、Piscataway、ニュージャージーより得られたプロテインAセファロースCL−48を支持マトリクスとして用いた。免疫沈降沈殿物は、Dreyfuss et al.(1984)の方法に従って10%ポリアクリルアミドゲルにより分画した。ゲルを固定化し、間接撮影用に1Mサリチル酸ナトリウムで1時間処理し、免疫沈降されたタンパク質種を視覚化するためにコダックXAR−2フイルムに曝露した。
動物の起源 ニュージーランド白ウサギはHare−Marland(Hewitt、ニュージャージー)より得た。生後3週間の雄のスイスウェブスター異系交配マウス、定期妊娠雌スイスウェブスター異系交配マウス、および生後4週間のスイスウェブスターヌード(nu+nu+)マウスはタコニックファーム社(Germantown、ニューヨーク)より得た。全ての動物はNIHガイドラインに従って維持された。全ての動物プロトコルはIACUC協会で承認されている。必要と思われるときは、明らかに末期的病状のマウスは安楽死させた。
ウサギにおける外傷 2匹のウサギの各々に、皮下で複数の部位に、それぞれ104、105、106、107または108pfuの試験用ウイルスを含むPBSまたはPBSのみを0.1ml接種した。ウサギを4日から外傷が治るまで毎日観察した。硬化および潰瘍化を測定し記録した。
接種部位からのウイルスの回収 1匹のウサギに、皮下で複数の部位に、106、107、108pfuの試験用ウイルスを含むPBSまたはPBSのみを0/1ml接種した。11日後、ウサギを安楽死させ、接種部位それぞれから採取された皮膚生検試料を、機械的破壊および直接的ではない超音波によって無菌的に、ウイルス回収のために調製した。感染可能なウイルスはCEF単層上でのプラーク滴定によりアッセイした。
マウス中での毒性 マウス10匹、またはヌードマウス実験では5匹のグループを、いくつかの0.5mlの滅菌PBS中のウイルス希釈液のうちの1つで、ip接種した。実施例23を参照した。
シクロホスファミド(CY)処理 マウスをip経路で4mg(0.02ml)のCY(SIGMA)で−2日に接種し、続いて0日にウイルスを接種した。感染後に続く日々には、マウスにCYをip接種:1日には4mg;4、7および11日には2mg;14、18、21、25および28日には3mg。免疫抑制を間接的にクルターカウンター(Coulter Counter)により11日に白血球を計数することにより観察した。平均白血球数は処理されていないマウス(n=4)で1μlあたり13500細胞、CY処理対照マウス(n=5)で1μlあたり4220細胞であった。
LD 50 の計算 死亡率50%をなすために必要な致死量(LD50)を、ReedおよびMuenchの比例法(Reed and Muench,1938)により決定した。
NYVAC−RGのマウス中での能力試験 生後4−6週間のマウスに、50から100μlのVV−RG(Kieny et al.,1984)、ALVAC−RG(Taylor et al.,1991b)、またはNYVAC−RGのいずれかの、2.0−8.0 log10組織培養感染量50%(TCID50)を含む希釈液を足部に接種した。各々のグループは8匹のグループからなっていた。接種後14日に、マウスに脳内接種で15LD50の狂犬病ウイルスCVS株を投与した(0.03ml)。28日には、生存したマウスを数え、防御量50%(PD50)を計算した。
NYVAC(vP866)の誘導 ワクシニアウイルスNYVACは、コペンハーゲンワクチン株のプラーククローン単離体であるVC−2から開発された。VC−2からNYVACを開発するために、多くの毒性に関与するウイルス機能を含む18のワクシニアORFを、一連の連続的操作によりこの開示の前の部分で記述したように精密に欠失させた。これらの欠失は、新しい所望でないORFが現れることを防ぐために計画された方式で構築した。図19はNYVACを開発するために欠失されたORFを模式的に示している。図19の上部は、ワクシニアウイルスゲノム(VC−2プラーク単離体、コペンハーゲン株)のHindIII制限地図を示している。拡大部分は、NYVACの開発において連続的に欠失されたVC−2の6つの領域である。この欠失はこの開示の前の部分で記述されている(実施例13から18)。以下に、座からORFが欠失された欠失座を、機能もしくはホモロジーおよびそれらの遺伝子産物の分子量とともに列記する。
NYVACおよびALVACのヒト組織細胞系統上での複製の研究 ヒト起源の細胞中でのワクシニアウイルスNYVAC株(vP866)の複製のレベルを決定するために、6種類の細胞系統に、細胞あたり0.1pfuの投入多重度で液体培地に接種し、72時間保温した。平行して、コペンハーゲン親クローン(VC−2)も接種した。初代ニワトリ胚繊維芽(CEF)細胞(10−11日経過したSPF起源の受精卵から得た、Spafas、Inc.,Storrs、CT)を、全てのウイルスに対する許容的細胞基質を代表させて含めた。培養を2つの基準:生産的ウイルス複製の発生および外因性抗原の発現、に基づいて分析した。
多数のヒト派生細胞中でのNYVACの複製能力を図20に示した。VC−2およびNYVACは両方ともCEF細胞中で生産的に複製可能であったが、NYVACは僅かに収量が減少した。VC−2は、試験された6種類のヒト派生細胞系統のうち、EBV形質転換リンパ芽球細胞系統JT−1(エプスタイン−バーウィルスで形質転換されたヒトリンパ芽球細胞系統、Rickinson et al.,1984を参照)を除いて、匹敵する収量で生産的に複製可能であった。これに反し、NYVACは、いずれの試験されたヒト派生細胞系統においてもその生産的複製能力において高度に減衰されていた。残存ウイルスレベル以上の感染可能なウイルスの少量の増加が、NYVACに感染させたMRC−5(ATCC#CCL171、ヒト胚肺起源)、デトロイト532(ATCC#CCL54、ヒト包皮、ダウン症)、HEL299(ATCC#CCL137、ヒト胚肺細胞)およびHNK(ヒト新生児腎臓細胞、Whittiker Bioproducts,Inc.Walkersville、MD、型番#70−151)細胞より得られた。これらの細胞系統における複製は、NYVAC感染CEF細胞から得られた収量、または親VC−2(表20)と比較して、顕著に減少していた。NYVACおよびVC−2のCEF細胞中の24時間での収量は72時間での収量と同等であったことは注目すべきである。ヒト細胞系統培養をさらに48時間(さらに2回のウイルス増殖サイクル)保温することは、従って、得られる相対ウイルス収量を増幅させるかもしれない。
ヒト派生細胞系統MRC−5およびデトロイト532において得られる低レベルのウイルス収量と一致して、検出可能であるが減少したレベルでのNYVAC特異的DNA蓄積がみられた。NYVAC感染CEF細胞でみられたものと関連して、MRC−5およびデトロイト532NYVAC感染細胞系統DNA蓄積レベルの相対ウイルス収量を比較した。NYVAC特異的ウイルスDNA蓄積はいずれの他のヒト派生細胞においても観察されなかった。
同等の実験をアビポックスウイルスALVACを用いて行った。ウイルス複製の結果は表20に示す。カナリアポックスウイルスの鳥類種への宿主制限と一致して、子ウイルスはいずれのヒト細胞系統においても検出されなかった。ALVACがこれらのヒト派生細胞内で生産的複製の欠失は、ALVAC特異的DNA蓄積がいずれのヒト派生細胞系統においても検出されなかったという観察とも一致している。
ヒト細胞中でのNYVAC−RG(vP879)による狂犬病糖タンパク質の発現 効率的な外来遺伝子の発現が、顕著なレベルの生産的ウイルス複製の存在無しに得られるか否かを決定するために、同じ細胞系統を、狂犬病ウイルス糖タンパク質を発現するNYVAC組換ウィルス(vP879、実施例19)35Sメチオニン存在下で接種した。放射性標識された培養破砕物から、狂犬病糖タンパク質特異的モノクローナル抗体を用いて狂犬病糖タンパク質の免疫沈降を行った。67kDaのタンパク質の免疫沈降が検出され、狂犬病糖タンパク質の完全グリコシル化型と一致していた。血清学的に交叉反応する生産物は、非感染もしくは親NYVAC感染細胞破砕物においては検出されなかった。分析された他の全てのヒト細胞においても同様の結果が得られた。
ウサギ皮膚への接種 皮内(id)接種に続くウサギの外傷の誘導および本質が、ワクシニアウイルスの病原性の尺度として、以前から用いられている(Buller et al.,1988;Child et al.,1990;Fenner,1958;Flexner et al.,1987;Ghendon and Charnos,1964)。故に、ワクシニア株WR(ATCC#VR119、CV−1細胞ATCC#CCL70上でプラーク精製、およびL変異体と命名されたプラーク単離体、ATCC#VR2035 Panicali et al.,1981に記載の通りに選択)、Wyeth(ATCC#VR325、DRYVACとして流通、Wyeth Laboratories、Marietta、PA)、コペンハーゲン(VC−2)、およびNYVACでのid接種と関連した外傷の本質を、2匹のウサギ(A069およびA128)への接種により評価した。2匹のウサギは、ウイルスに対して異なった全体的感受性を示し、ウサギA128はウサギA069よりも深刻ではない反応を示した。ウサギ128Aにおいては、外傷は比較的小さく接種後27日までに治癒した。ウサギA069においては、外傷は強烈で、特にWR接種部位に対してひどく、49日後にようやく治癒した。外傷の強度は、リンパ排出経路に関連して接種部位にもまた依存していた。特に、背脊椎上に位置した部位ではより強烈な外傷を示し、側腹部に位置した外傷を治癒するためにはより長い時間を要した。全ての外傷を、4日から最後の外傷が消失するまで毎日測定し、最大の外傷の大きさと治癒に要した日数の平均を計算した(表21)。対照PBSを接種した部位からは局所反応は観察されなかった。潰瘍化外傷がワクシニアウイルス株WR、VC−2およびWyethを接種した部位で観察された。重要なことには、NYVACを接種した部位では潰瘍化または硬化した外傷は観察されなかった。
感染可能なウイルスの接種部位での持続性 これらのウイルスの接種部位での相対持続性を評価するため、ウサギに対して、皮内経路で複数の部位に、106、107または108pfuのVC−2、WR、WyethまたはNYVACを含む0.1mlのPBSを接種した。各々のウイルスは、107pfu量を背脊椎上に、106および108量を隣接させて位置させた。接種部位を11日間毎日観察した。WRは最も強烈な反応を誘導し、VC−2およびWyethが続いた(表22)。潰瘍化は最初に9日目にWRおよびWyethで、10日目にVC−2で観察された。NYVACまたは対照PBSを接種した部位は潰瘍化も硬化も示さなかった。接種後11日目に、接種部位から皮膚試料を切り出し、機械的に破壊し、ウイルスをCEF細胞で滴定した。結果を表22に示す。この時点で、投与された以上のウイルスが回収された例は無かった。ワクシニア株WRの回収は、投与ウイルス量に関係なく約106pfuであった。ワクシニア株WyethおよびVC−2の回収は投与量に関係なく103から104pfuであった。感染可能なウイルスはNYVAC接種部位から回収されなかった。
遺伝的もしくは化学的免疫欠損マウスの接種 大量のNYVAC(5x108pfu)またはALVAC(109pfu)を腹腔経路でヌードマウスに接種したが、100日間の観察期間にわたって死亡、外傷および明白な病気もみられなかった。これと対照的に、WR(103から104pfu)、Wyeth(5x107または5x108pfu)もしくはVC−2(104から109pfu)を接種したマウスは、伝播した典型的なポックスウイルス外傷を、最初はつま先、次に尾に示し、続いていくつかの動物においては深刻な睾丸炎を示した。WRまたはWyethを感染させたマウスにおいては、伝播した外傷の現れは総じて最後には死へとつながっていたが、VC−2に感染させたマウスは殆どは最後には回復した。計算されたLD50値は表23に示されている。
特に、VC−2を接種されたマウスは、つま先に、1から2日後には尾に外傷(赤い丘疹)を示した。これらの外傷は接種後(pi)11から13日の間に最も高い投与量のマウスにおいて(109、108か、107かおよび106pfu)、pi16日には105pfu投与されたマウス、およびpi21日には104pfu投与されたマウスにおいて起こった。103および102pfuを接種したマウスにおいては、100日の観察期間の間は外傷はみられなかった。pi23日には、109および108pfuを接種したマウスにおいて、7日後には他のグループ(107から104pfu)において睾丸炎がみられた。睾丸炎は特に109および108pfuグループにおいて強烈で、減少してはいたものの、100日間の観察の終わりまで観察された。いくつかの、pi30−35日頃に起じてきた痘様外傷が、2、3のマウスの皮膚上にみられた。殆どの痘外傷は通常はpi60−90日の間に治癒した。109pfuを接種したグループのマウスが1匹だけ死に(pi34日)、108pfuを接種したグループのマウスが1匹だけ死んだ(pi94日)。VC−2を接種されたマウスにおいて他に死亡は観察されなかった。
104pfuのワクシニアWR株を接種したマウスはpi17日で痘外傷を示し始めた。これらの外傷はVC−2を注入されたマウスによって示された(つま先、尾と拡がる)外傷と同様に現れた。103pfuのワクシニアWR株を接種したマウスはpi34日まで外傷を示さなかった。睾丸炎は最も多量のWR(104pfu)を接種したマウスにおいてのみみられた。観察期間の後半の間、外傷は口の周りに現れ、マウスは摂食を停止した。104pfuのワクシニアWR株を接種したマウスは全て、pi21日から31日の間に死ぬか必要と思われたときは安楽死させた。103pfuのワクシニアWR株を接種したマウス5匹のうち4匹はpi35日から57日の間に死ぬか、必要と思われるときには安楽死させた。低いWRの投与量(1から100pfu)を接種されたマウスにおいて死亡は観察されなかった。
ワクシニアウイルスWyeth株を多量に(5x107pfuおよび5x108pfu)接種されたマウスはつま先と尾に外傷を示し、睾丸炎を起こし、死んだ。5x106pfuもしくはこれ以下のWyethを注入されたマウスは病気もしくは外傷の兆候を示さなかった。
表23に示されるとおり、CY処理マウスは、ヌードマウスよりも高感度なポックスウイルス毒性アッセイモデルを提供した。ワクシニアウイルス株WR、WyethおよびVC−2に対するLD50値は、このモデルシステムにおいては、ヌードマウスモデルにおけるよりも顕著に低かった。さらに、以下に示すように、Wyeth、WRおよびVC−2ワクシニアウイルスを、それぞれ多量に注入されたマウスで生じた外傷は、より早い外傷の形成という結果となった。ヌードマウスでみられたように、NYVACまたはALVACを注入されたCY処理マウスは、外傷を引き起こさなかった。しかしながら、ヌードマウスとは異なり、NYVACまたはALVACを投与されたCY処理マウスにおいて、投与量に関係なく、いくつかの死亡が観測された。これらのランダムな出来事が死の原因と考えられる。
全てのWyeth投与量(9.5x104から9.5x108pfu)で注入されたマウスは、pi7日と15日の間にそれらの尾および/またはつま先に痘外傷を示した。加えて、尾とつま先は膨張した。尾の外傷の発展は、ポックス外傷に典型的な丘疹、潰瘍化および最終的なかさぶたの形成であった。全てのVC−2投与量(1.65x105から1.65x109pfu)で注入されたマウスもまた、Wyethで接種されたマウスのそれと同様に、それらの尾および/またはつま先に痘外傷を示した。これらの外傷は、接種後7−12日の間に観察された。少量のWRウイルスを注入されたマウスでは外傷は観察されなかったが、これらのグループにおいて死亡は引き起こされた。
NYVAC−RGの能力試験 ワクシニアウイルスコペンハーゲン株の弱毒化が、その結果生じたNYVAC株の有用なベクターとしての能力を顕著に変化させることなく効果を示していることを調べるため、比較能力試験を行った。ウイルスを弱毒化するために行われた連続的遺伝子操作の間のベクターの免疫原的能力を観察するために、狂犬病ウイルス糖タンパク質をレポーター外因性遺伝子として用いた。狂犬病糖タンパク質遺伝子を発現するベクターの防御効果を、狂犬病に対する標準NIHマウス能力試験(seligmann,1973)により評価した。表24は高度弱毒化NYVACベクターから得られたPD50値は、tk座に狂犬病糖タンパク質遺伝子を有するコペンハーゲンをベースとした組換体(Kieny et al.,1984)を用いて得られた値と同一であり、鳥類種に複製が限定されているカナリアポックスベースのベクターであるALVAC−RGについて得られたPD50値に近かった。
観察 公知の毒性遺伝子を欠失され制限された生体外増殖特性を有するNYVACを、その弱毒化特性を評価するため動物モデルシステム中で分析した。これらの研究は、神経毒性ワクシニアウイルス実験室株、WR、2つのワクシニアウイルス株、Wyeth(ニューヨーク市保健局)およびコペンハーゲン(VC−2)、さらにカナリアポックスウイルス株、ALVAC(実施例23を参照)と比較して行った。これとともに、これらのウイルスは、マウス投与モデルおよびウサギ皮膚モデルにおける、最も毒性株であるWR、立証された特性とともに以前に用いられていた弱毒化ワクチン株を提供しているコペンハーゲン(VC−2)およびWyeth、複製が鳥類種に限られているポックスウイルスの例を提供しているALVACに関し、相対的病原性ポテンシャルのスペクトルを提供した。これらの生体内分析の結果は、ワクシニアウイルス株、WR、Wyethおよびコペンハーゲン(VC−2)と比較して高度に弱毒化されたNYVACの性質を明白に示している(表18−24)。重要なことには、NYVACのLD50値は、鳥類宿主制限アビポックスウイルス、ALVACについて見られた値と匹敵するものであった。NYVACによる死亡は、ALVACと同様に、極端に大量のウイルスが頭蓋内経路で投与された場合にのみ観察された(実施例23、表18、19、23)。これらの死が、多量のタンパク質の接種の非特異的な必然的結果であるか否かはまだ確定はしていない。免疫不全マウスモデル(ヌードマウスおよびCY処理)における分析はまた、WR、Wyethおよびコペンハーゲン株と比較して、NYVACの相対的に高い弱毒化特性を示している(表21および22)。重要なことには、伝播したワクシニア感染あるいはワクシニア性病気の証拠が、NYVACを接種された動物またはALVACを接種させた動物においては、観察期間にわたって観察されなかったことである。NYVAC中の複数の毒性関連遺伝子の欠失は、病原性に関して相乗効果を示した。他のNYVACの無毒性の尺度が、ウサギ皮膚への皮内投与によって提供された(表21および22)。非鳥類種では複製できないウイルスであるALVACについての結果を考えると、ALVACの皮内接種は、投与量に応じたかたちで硬化の範囲を引き起こしたので、接種部位における複製能力は、単に反応性と相関しているのではない。従って、ウイルスの複製能力以外の要素が外傷の形成に寄与していることはあり得る。NYVACの遺伝子の欠失は外傷の現れを防止する。
同じく、実施例23を含む先の実施例およびこの実施例の結果は、WR、および以前にワクシニアウイルスワクチン株として用いられていた、Wyethおよびコペンハーゲンと比較して、高度に弱毒化されたNYVACの性質を示している。事実、試験された動物モデルシステムにおける、NYVACの病原性プロフィールは、鳥類種でのみ生産的に複製することが知られているポックスウイルス、ALVACのそれに近かった。ヒト(表20)およびマウス、ブタ、イヌおよびウマを含む他の種から派生した細胞上での、明らかに制限されたNYVACの生産的複製能力は、ワクチン接種されていない接触体もしくは一般的環境への滞在的伝播を限定もしくは防止するとともに、ワクチン接種された個体内での伝播の、低い可能性をベクターに提供する。
重要なことには、NYVACベースのワクチン候補株は効率的であることが示されている。数多くの病原体由来の外来遺伝子産物を発現するNYVAC組換体は、霊長類を含むいくつかの動物種において外来遺伝子産物に対する免疫反応を誘導する。特に、狂犬病糖タンパク質を発現するNYVACベース組換体は、致死量の狂犬病投与に対してマウスを防御可能であった。NYVACベースの狂犬病糖タンパク質組換体の能力は、tk遺伝子座中に狂犬病糖タンパク質を含むコペンハーゲンベースに対するPD50値に匹敵していた(表24)。NYVACベースの組換体は麻疹ウイルス中和抗体をウサギにおいて誘導し、ブタにおいて仮性狂犬病ウイルスおよび日本脳炎ウイルス投与に対する防御を誘導することが示された。高度に弱毒化されたNYVAC株は、ヒトおよび獣医学の用途に安全性の利点を付与している(Tartaglia et al.,1990)。さらには、NYVACの総合的研究室用発現ベクターシステムとしての利用は、ワクシニアウイルス利用に関する生物的危険を大きく減少させる。
以下の基準によって、この実施例の結果および、実施例23を含む文書中の実施例は、NYVACが高度に弱毒化されていることを示している:a)接種部位での検出可能な硬化あるいは潰瘍化がない(ウサギ皮膚);b)皮内接種部位からの感染可能はウイルスの速やかな消失(ウサギ皮膚);c)睾丸炎がない(ヌードマウス);d)大きく減少された毒性(頭蓋内投与、生後3週間および新生マウス);e)大きく減少された病原性および免疫不全対象物(ヌードおよびシクロホスファミド処理マウス)において拡散性がない;およびf)劇的に減少された、多様なヒト組織培養細胞上での複製能力。しかしながら、高度に弱毒化されているにも拘わらず、NYVACは、ベクターとして、外因性抗原に対して強力な免疫反応を誘導する能力を保持している。
実施例25 トリインフルエンザウイルス血球凝集素糖タンパク質を発現するTROVAC組換体の構築
この実施例はトリインフルエンザウイルスの3つの血清型の血球凝集素遺伝子を発現するニワトリポックスウイルス組換体の開発を記述する。
細胞およびウイルス H4、H5およびH7血球凝集素遺伝子のcDNAクローンを含むプラスミドを、Dr.Robert Webster、St.Jude Children’s Research Hospital、Memphis、Tennesseeより入手した。FP−1と命名されたFPV株は以前に記述されている(Taylor et al.,1988a,b)。これは、生後1日のニワトリのワクチン接種に有用なワクチン株である。親株Duvetteはフランスでニワトリからニワトリポックスのかさぶたとして得られた。親株はふ化鶏卵における約50回の連続継代とそれに続くニワトリ胚繊維芽(CEF)細胞で25回の継代により弱毒化された。このウイルスは1980年にRhone Merieux、Lyon、Franceで得られ、マスターウイルスシードを作り出した。このウイルスは1989年にVirogeneticsに受領され、ウイルスは4回の連続プラーク精製にかけられた。1つのプラーク単離体を初代CEF細胞中で増幅し、TROVACと命名されたストックウイルスとした。この生体外組換えテストでTROVAC−AIH5(vFP89)およびTROVAC−AIH4(vFP92)を生成するために用いられたストックウイルスは、初代CEF中で8回の継代にかけられさらに増幅された。TROVAC−AIH7(vFP100)を生成するために用いられたストックウイルスは、初代CEF中で12回の継代にかけられさらに増幅された。
F8座へのニワトリポックス挿入プラスミドの構築 プラスミドpRW731.15は、TROVACゲノムDNAからクローン化された10kbpのPvuII−PvuII断片を有している。3659bpPvuII−EcoRV断片のヌクレオチド配列が両方の鎖について決定された。この配列を図20に示す(配列番号72)。本研究室でF8と命名されたオープンリーディングフレームの限定が、この配列の内部で決定された。オープンリーディングフレームは、位置495から開始され位置1887で終了する。以下に記述するように、位置779から位置1926までを欠失させた。
プラスミドpRW761は2430bpのEcoRV−EcoRV断片を含むpRW731.15のサブクローンである。プラスミドpRW761をXbaIで完全消化、SspIで部分消化した。3700bpのXbaI−SspIバンドを単離し、アニーリングさせたオリゴヌクレオチドJCA017(配列番号60)およびJCA018(配列番号61)と連結した。
この連結により生じたプラスミドをpJCA002と命名した。プラスミドpJCA004はワクシニアウイルスH6プロモーターに連結した非関連遺伝子をプラスミドpJCA002中に有している。ワクシニアウイルスH6プロモーターの配列は以前に記述された(Taylor et al.,1988a,b;Guo et al.,1989;Perkus et al.,1989)。プラスミドpJCA004をEcoRVとBamHIで消化し、非関連遺伝子とH6プロモーター37末端の一部を欠失させた。アニーリングさせたオリゴヌクレオチドRW178(配列番号73)およびRW179(配列番号74)をEcoRVおよびBamHIで消化し、JCA004のEcoRVおよびBamHI部位の間に入れ、pRW846を生成した。
それ故、プラスミドpRW846はH6プロモーターの5’EcoRVを、ORF欠失されたF8座に有している。プラスミドpRW846中のH6プロモーターの3’HincII部位に、翻訳終了コドン、ワクシニアウイルス初期プロモーター(Yuen et al.,1987)により認識される転写終結コドンおよびSmaI部位が続いている。
F7座へのニワトリポックス挿入プラスミドの構築 元々のF7ORFが欠失されていない挿入プラスミド、pRW731.13は、5.5kbpのFPゲノムのPvuII断片をpUC9のPvuII部位中に有している。挿入部位はこれらの配列内部の固有のHincIIである。図21に示されているヌクレオチド配列(配列番号75)は、固有のHincII部位を含む2356bpの領域について決定された。この配列の解析により、固有のHincII部位(図21、下線)は90アミノ酸のポリペプチドをコードしているORFの内部に位置していることが明らかとなった。ORFは位置1531のATGにより始まり、位置898で終わる(図21中で矢印で示された位置)。
ORF欠失させた挿入プラスミドのためのアームはpRW731.13をテンプレートとして用いたPCRにより派生した。ORFの上流領域に相当する596bpのアーム(HBと命名)は、オリゴヌクレオチドF73PH2(配列番号76)およびF73PB(配列番号77)により増幅された。
ORFの下流領域に相当する270bpのアーム(EHと命名)は、オリゴヌクレオチドF75PHE(配列番号78)およびF73PH1(配列番号79)により増幅された。
断片EHをEcoRVで消化し、126bpの断片を生成した。EcoRV部位は3’末端にあり、5’末端はHincIIの3’末端を含むようPCRにより形成した。この断片を、HincIIで消化したpBS−SK(Strategene、La Jolla、CA)中に挿入し、プラスミドpF7D1とした。この配列をジデオキシヌクレオチド配列分析により確認した。プラスミドpF7D1をApaIで直線化し、T4 DNAポリメラーゼで平滑化し、596bpのHB断片へ連結した。生成されたプラスミドをpF7D2と命名した。全体の配列と方向をヌクレオチド配列分析により確認した。
プラスミドpF7D2をEcoRVおよびBglIIで消化し、600bpの断片を生成させた。この断片をApaIで消化し、T4DNAポリメラーゼで平滑化し、続いてBamHIで消化したpBS−SKに挿入した。その結果生成されたプラスミドをpF7D3と命名した。このプラスミドは404bpのHBアームと126bpのEHアームを含んでいる。
プラスミドpF7D3を、XhoIで直線化し、E.coliDNAポリメラーゼクレノー断片で2mMのdNTPの存在下で平滑化した。この直線化されたプラスミドはアニーリングさせたオリゴヌクレオチドF7MCSB(配列番号80)およびF7MCSA(配列番号81)と連結させた。
これは、HindIII、PstIおよびSmaI制限部位を含むマルチプルクローニング領域をEHアームとHBアームとの間に挿入するために行った。生成されたプラスミドをpF7DOと命名した。
F8座へのH4血球凝集素挿入プラスミドの構築 A/Ty/Min/833/80から派生したトリインフルエンザH4をコードしているcDNAは、プラスミドpTM4H833中に、Dr.R.Websterより入手した。プラスミドをHindIIIおよびNruIで消化し、E.coliDNAポリメラーゼクレノー断片でdNTPの存在下で平滑化した。H4コード領域を含む平滑化2.5kbpHindIII−NruI断片を、pIBI25(International Biotechnologies、Inc.、New Haven、CT)のHincII部位に挿入した。その結果生成されたプラスミドpRW828を部分的にBanIIで切断し、線状の産物を単離しHindIIIで再び切断した。今、100bpのHindIII−BanIIを欠失されたプラスミドpRW828は、合成オリゴヌクレオチドRW152(配列番号82)およびRW153(配列番号83)のベクターとして用いた。これらのオリゴヌクレオチドは、EcoRV部位からのH6プロモーターの3’部分を表し、H4cDNAのATGをプロモーターのATGと並列させている。
これらのオリゴヌクレオチドをアニーリングさせ、BanIIおよびHindIIIで切断し、上記のHindIII−BanII欠失pRW828ベクター中に挿入した。その結果生成されたプラスミドpRW844をEcoRVおよびDraIで切断し、3’H6プロモートされたH4コード配列を含む1.7kbp切断を、pRW846(以前に記述)のEcoRVおよびHincII部位に挿入し、pRW848とした。プラスミドpRW848は、それ故、ワクシニアウイルスH6プロモーターに連結したH4コード領域を、ニワトリポックスウイルスF8座ORF欠失領域中に有している。
F8座へのH5血球凝集素挿入プラスミドの構築 A/Turkey/Ireland/1378/83から派生したトリインフルエンザH5をコードしているcDNAは、プラスミドpTH29中に、Dr.R.Websterより入手した。合成ヌクレオチドRW10(配列番号84)からRW13(配列番号87)までは、以前に記述されたワクシニアウイルスH6プロモーターの翻訳開始コドンをH5遺伝子のATGとオーバーラップさせるために設計された。配列は、H5遺伝子の5’SalI部位を通して連続しており、H5停止コドンを含む3’H5DraI部位で再び開始する。
オリゴヌクレオチドを、95℃で3分間、続いてゆっくりと室温で冷却しアニーリングさせた。これは以下の、示された末端での二本鎖構造という結果となる。
pRW742のEcoRVとPstI部位との間へのオリゴヌクレオチドのクローン化によりpRW744を生成した。pRW731.15のHincII部位に挿入されたワクシニアウイルスH6プロモーターに連結した非関連遺伝子を有するプラスミドpRW742Bは以前に記述された。PstIおよびEcoRVによる消化で、非関連遺伝子およびH6プロモーターの3’末端を除去した。今、プラスミドpRW744はトリインフルエンザH5のATGとオーバーラップしたH6プロモーターの3’部分を有している。このプラスミドはまた、5’SalI部位を通ったH5配列およびH5停止コドン(DraI部位を含む)からの3’配列を含む。DraI部位の利用によりH5 3’非コード末端を除去する。オリゴヌクレオチドは、初期ワクシニアウイルスRNAポリメラーゼにより認識される転写終結シグナル(Yuen et al.,1987)を付与する。H6プロモートされたH5の構築を完成させるため、H5コード領域を1.6kbpのSalI−DraI断片としてpTH29から単離した。プラスミドpRW744をDraIで部分切断し、線状断片を単離し、SalIで再び消化した、SalIとDraIとの間の8ベースを欠失させたプラスミドを、1.6kbpのpTH29SalI−DraI断片のベクターとして用いた。その結果生成されたプラスミドpRW759をEcoRVおよびDraIで切断した。3’H6プロモーターおよびH5遺伝子を含む1.7kbpのpRW759EcoRV−DraI断片を、pRW846(以前に記述)のEcoRV−HincII部位に挿入した。その結果生成されたプラスミドpRW849は、ORF欠失F8座内にH6プロモートされたトリインフルエンザウイルスH5遺伝子を含んでいた。
F7座へのH7血球凝集素挿入ベクターの構築 A/CK/VIC/1/85由来のH7血球凝集素を含むプラスミドpCVH71は、Dr.R.Websterより入手した。H7遺伝子を含むEcoRI−BamHI断片をE.coliDNAポリメラーゼクレノー断片により平滑末端化し、pIBI25のHincII部位に挿入し、pRW827とした。合成オリゴヌクレオチドRW165(配列番号88)およびRW166(配列番号89)とをアニーリングさせ、HincIIおよびStyIで消化し、pRW827のEcoRVおよびStyI部位に挿入し、pRW845とした。
オリゴヌクレオチドRW165(配列番号88)およびRW166(配列番号89)はH6プロモーターの3’部分をH7遺伝子に連結している。H7遺伝子の3’非コード末端は、pRW845のApaLI消化の線状産物を単離し、EcoRIで再び切断し、最も大きな断片を単離し、合成ヌクレオチドRW227(配列番号90)およびRW228(配列番号91)とアニーリングさせることにより除去した。その結果生成されたプラスミドはpRW854である。
pRW854のH7の停止コドンにはHpaI部位が続いている。ORF欠失されたF7座中のH6プロモートされたH7構築物中間体を、pRW854のEcoRI−HpaI断片を、EcoRVで切断し、PstI部位を平滑化させたpRW858中に移動させることにより生成した。プラスミドpRW858(以下に記述)は、H6プロモーターをF7ORF欠失中に含む挿入プラスミドである。
プラスミドpRW858は、非関連遺伝子に連結したH6プロモーターを有する850bpのSmaI/HpaI断片を、以前に記述されたpFDOのSmaI部位に挿入することによって構築された。この非関連配列は、pRW858のEcoRV(H6プロモーターの3’末端の24bp上流の部位)およびPstIでの消化により取り除いた。3.5kbpのその結果生じた断片を単離しE.coliDNAポリメラーゼクレノー断片を用いて2mMのdNTP存在下で平滑末端化した。この平滑化された断片を、pRW854(以前に記述)から派出した1700bpのEcoRV/HpaI断片に連結させた。このEcoRV/HpaI断片は、VV H6プロモーターの最3’24bpの3’に並列された完全AIV HA(H7)遺伝子を有している。その結果生成されたプラスミドはpRW861と命名された。
126bpEHアーム(以前に定義)は、pRW861中で、TROVAC DNAとの組換え頻度を増加させるために伸長させた。これを実行するため、575bpのAccI/SnaBI断片をpRW731.13(以前に定義)から派生させた。この断片を単離し、pRW861のAccI部位とNaeI部位との間に挿入した。その結果生成されたプラスミドは、AIV H7遺伝子に隣接している725bpのEHアームおよび404bpのHBアームを有し、pRW869と命名された。プラスミドpRW869は、それ故、5’末端でワクシニアウイルスH6プロモーターに連結されたH7コード配列を有している。左隣接アームは404bpのTROVAC配列からなり右隣接アームは欠失ORFF7座への挿入を目的とした725bpのTROVAC配列からなる。
TROVAC−トリインフルエンザウイルス組換体の開発 トリインフルエンザウイルスHAコード配列を有する挿入プラスミドを、個別に、TROVACを感染させた初代CEF細胞に、以前に記述された(Panicali et al.,1982;Piccini et al.,1987)リン酸カルシウム沈殿法により形質導入した。HA特異的放射性標識プローブとのハイブリダイゼーションに基づいて陽性プラークを選択し、純粋な集団が達成させるまで連続したプラーク精製過程にかけた。1つの代表プラークが続いて増幅されてストックウイルスとされた。プラスミドpRW849は、生体外組換えテストにおいて用いられ、その結果、H5血球凝集素を発現するALVAC−AIH5(vFP89)を生成した。プラスミドpRW848が用いられ、その結果、H4血球凝集素を発現するALVAC−AIH4(vFP92)を生成した。プラスミドpRW869が用いられ、その結果、H7血球凝集素を発現するALVAC−AIH7(vFP100)を生成した。
免疫蛍光 インフルエンザウイルスに感染した細胞においては、HA分子は合成され、プレカーサー分子として粗面小胞体においてグリコシル化される。原形質膜への輸送の間に、最終的にジスルフィド結合したHA1およびHA2サブユニットとなるタンパク質切断である翻訳後の拡張的修飾、および成熟ウイルスエンベローブへ取り込まれる場所である宿主細胞膜への挿入を受ける。TROVAC−AIH組換体に感染させた細胞中でHA分子が細胞表面で発現されているかどうかを決定するため、免疫蛍光を行った。直接的でない免疫蛍光は以前に記述されたように(Taylor et al.,1990)行った。TROVAC−AIH4ではH4血球凝集素が、TROVAC−AIH5ではH5血球凝集素が、TROVAC−AIH7ではH7血球凝集素が表面で発現していることが、表面蛍光により確認された。H5血球凝集素の発現は、H5HA特異的モノクローナル抗体のプールを用いて検出された。H4HAの発現はヤギ単独特異的抗H4血清を用いて分析した。H7HAの発現はH7特異的モノクローナル抗体調製物を用いて分析した。
免疫沈降 ウイルス粒子が感染可能であるためには、血球凝集素のポリペプチドの切断が必要であるため、血球凝集素分子の切断部位およびその周辺の配列は、ウイルス毒性の決定において重要な役割を果たすことが同定されている。毒性H5およびH7ウイルスは、HA1にカルボキシ末端において1以上の塩基性アミノ酸を有している。これにより、一連の塩基性アミノ酸を認識する細胞内プロテアーゼに血球凝集素を切断することを可能にし、感染可能なウイルスが生体外でも生体内でも拡散することを可能にしていると考えられている。無毒性株のH4血球凝集素分子は組織培養中では、外因性トリプシンが添加されないかぎり切断されない。
TROVAC組換体によって発現された血球凝集素分子が実際にプロセシングされているか否かを決定するため、免疫沈降実験を記述されたように(Taylor et al.,1990)、上記の特異的試薬を用いて行った。
TROVAC−AIH5(vFP89)によって発現されたH5血球凝集素の免疫沈降分析により、糖タンパク質は、それぞれ約44および23kDaの分子量の切断産物HA1およびHA2として明瞭であることを示した。感染させていない細胞もしくは親TROVACウイルスに感染させた細胞においては、このようなタンパク質は沈殿されなかった。同様に、TROVAC−AIH5(vFP100)によって発現されたH5血球凝集素の免疫沈降分析により、切断産物HA2特異的沈殿を示した。HA1切断産物は認識されなかった。感染させていないCEF細胞もしくは親TROVACウイルスに感染させたCEF細胞においては、このようなタンパク質は沈殿されなかった。これと対照的に、TROVAC−AIH4(vFP92)によって発現されたH4血球凝集素の免疫沈降分析においては、プレカーサータンパク質HA0のみの発現を示した。無毒性亜型の血球凝集素の、組織培養中での発現の欠如と一致している。感染させていないもしくは親TROVACウイルスに感染させたCEF細胞においては、H4特異的タンパク質は検出されなかった。組換えによる組換えウイルスの開発、ニトロセルロース膜フィルターによるin situハイブリダイゼーション、およびベータガラクトシダーゼ活性によるスクリーニングは以前に記述された通りである(Panicali et al.,1982;Perkus et al.,1989)。
実施例26 ベクターシステム中のCHV gB、gCおよびgDヌクレオチド、それからの発現およびベクターシステムおよび発現産物の利用
CHV gB糖タンパク質の発現を、ワクシニアウイルスI3Lプロモーターの制御下にあるCHV gB相同体遺伝子を置くことにより達成した。CHV gC糖タンパク質の発現を、ワクシニアウイルスH6プロモーターの制御下にあるCHV gC相同体遺伝子を置くことにより達成した。CHV gD糖タンパク質の発現を、ワクシニアウイルス42K遺伝子プロモーターの制御下にあるCHV gD相同体遺伝子を置くことにより達成した。gBおよびgCをコードしているものはATI座中に、gDをコードしているものはHA座にある。
ドナープラスミドの開発 CHV gBをコードしている配列はPCR派生させた。CHV gB断片を、プラスミド中のATI ORF欠失座中のI3L−CHV gBカセットにI3Lプロモーター要素をコードしているPCR派生断片と融合した。CHV gCをコードしているものはPCR派生され、プラスミド中のHA ORF欠失座内に融合された。
ドナープラスミドを、I3L−CHV gB−−H6−CHV gC二重構築物をNYVAC ATI欠失座中へ挿入するために用いた。
生体外組換えを、Vero細胞において、ドナープラスミド、およびレスキューウイルスとしてのvP866(NYVAC)を用いて行った。組換ウィルスを定法に従って同定、精製した(Piccini et al.,1987)。CHV gBおよびCHV gC遺伝子をATI ORF欠失座中に含むNYVACベース組換体は、NYVAC−CHVgBgCと命名された。
ドナープラスミドの開発 CHV gDをコードしている配列を、42Kプロモーターと融合し、その結果NYVAC HA ORF欠失座へ挿入用に開発されたプラスミドとなった。
生体外組換えを、Vero細胞のにおいて、CHV−gD42Kドナープラスミド、およびレスキューウイルスとしての組換ワクシニアウイルスCHV−gBgC(NYVACがバックグラウンド)を用いて行った。これは定法に従って行った(Piccini et al.,1987)。CHV gBおよびgC遺伝子をATI ORF欠失座に、CHV gD遺伝子をHA ORF欠失座中に含むNYVACベース組換体をNYVAC−CHVgBgCgDと命名した。
ALVACドナープラスミドの開発 I3L−CHV gB−−H6−CHV gC−−42K−CHV gD三重構築物をALVAC C3 ORF欠失座に挿入するためのドナープラスミドであるプラスミドが、上記のプラスミドから構築された。
生体外組換えを、初代ニワトリ胚繊維芽細胞において、ドナープラスミドおよびレスキューウイルスとしてのCPpp(ALVAC)を用いて行った。続いて生成された組換体の同定および精製を定法により行った(Piccini et al.,1987)。CHV gB、gCおよびgD遺伝子をC3 ORF欠失座中に有するALVACベース組換体をALVAC−CHVgBgCgDと命名した。
分析により、組換体による糖タンパク質の発現、および糖タンパク質は実質的に予測された配列であることを確認した。
実施例27 vCP320の開発;CHV gBを発現するALVAC組換体
vCP320、CHV gBを発現するALVAC組換体を、以下の手順により開発した。CHV gB遺伝子を含む6kbのXbaI断片をCHVゲノムDNAから単離し、pBSK+のXbaI部位にクローニングした。この操作により開発されたプラスミドをpCHV2と称した。
CHV gB遺伝子を、続いてカナリアポックス隣接アームの間にクローン化した。これは、CHV gBを含むpCHV2の3700bpのSacI−EcoRV断片を、pBHVC16の5800bpのSacI−NaeI断片中にクロン化することにより達成した。(pBHVC16はC5隣接アーム中にクローン化されたBHV1 gC遺伝子のコピーを有している。)この操作により生成されたプラスミドをpCHV14と称した。
外来性3’非コード領域を除去した。これは、gB遺伝子の3′末端を含む210bpのSmaI−ClaI消化したPCR断片を、5500bpのpCHV14の部分SmaI−ClaI断片中にクローン化することにより達成された。(このPCR断片は、プラスミドpCHV2から、プライマーCHVP39(配列番号92)およびCHVP40(配列番号93)によって生成された。
この操作により生成されたプラスミドをpCHV15と称した。
I3LプロモーターをgB開始コドンの上流にクローン化した。さらに、gB遺伝子の5’末端に位置している3つのT5NT初期転写終結シグナル配列を改変した。これは、I3LプロモーターおよびgB遺伝子のT5NT改変5’末端を含む140bpのScaI−SalI消化PCR断片を、pCHV15の6300bpのScaI−SalI断片中にクローン化することにより達成した。(このPCR断片はプラスミドpCHV2より、プライマーCHVP42(配列番号94)
およびCHVP78(配列番号95)
により生成された。この操作により生成されたプラスミドをpCHV27と称した。
pCHV27のScaI−SalIに隣接している配列の誤りを修正した。これは、I3LプロモーターおよびCHV gB遺伝子のT5NT改変5’末端を含む、pCHV27の180bpのScaI−SalI断片を、pCHV15の6300bpのScaI−SalI断片中にクローン化することにより達成した。この操作により生成されたプラスミドをpCHV28と称した。
CHVgB遺伝子の3′末端の近くの早期転写終結シグナル配列を続いて改変した。これは、CHVgB遺伝子のT5NT改変領域を含む330bpの、SpeI−Asp718消化断片を、pCHV28の5450bpのSpeI−Asp718断片中にクローン化することにより達成した。(このPCR断片は150bpPCR断片、280bpPCR断片およびプライマーCHVP89(配列番号96)
およびCHVP92(配列番号97)
から得られた)。150bpPCR断片はプラスミドpCHV2から、プライマーCHVP89(配列番号96)
およびCHVP90(配列番号98)
により得た。280bpPCR断片は、プラスミドpCHV2から、プライマーCHVP91(配列番号99)
およびCHVP92(配列番号97)
により得た。この操作により生成されたプラスミドをpCHV31と称した。
CHV gB遺伝子の中部にある初期転写終結シグナル配列を続いて改変した。これは、gB遺伝子のT5NT改変領域を含む、480bpのBamHI−BsaBI消化PCR断片を、5000bpのpCHV31のBamHI−BsaBI断片中にクローン化することにより達成した。(このPCR断片は、380bpPCR断片、210bpPCR断片およびプライマーCHVP87(配列番号100)
およびCHVP94(配列番号101)
から得た。)380bpPCR断片はプラスミドpCHV2から、プライマーCHVP93(配列番号102)
およびCHVP94(配列番号101)
により得られた。210bpPCR断片はプラスミドpCH2から、プライマーCHV87(配列番号100)およびCHVP88(配列番号103)により得た。
この操作により生成されたプラスミドをpCHV32と称した。
以前の操作で除かれたgB遺伝子の一部をpCHV32中に再びクローン化した。これは、以前の操作で除去されたgB遺伝子の3’末端を含むpCHV31の2000bpの部分BsaBI−PstI断片を、5450bpのpCHV32のBsaBI−PstI断片中にクローン化することにより達成した。この操作で生成されたプラスミドをpCHV36と称した。
I3LプロモートされたgB遺伝子を、続いて、C6隣接アームの間にクローン化した。これは、I3LプロモートされたgB遺伝子を含むpCHV36の2750bpのSalI−SmaI断片を、4350bpのpHIV34のSalI−SmaI断片中にクローン化することにより達成した。(pHIV34は、C6隣接アームの間にクローン化された、H6プロモートされたHIV2 gp120(+TM)遺伝子のコピーを有している。)この操作により得られたプラスミドをpCHV37と称した。pCHV37中のI3LプロモートされたgB遺伝子のDNA配列(配列番号104、105)を図23に示す。ALVAC6 C隣接アームのDNA配列(配列番号107、108)を図24に示す。
pCHV37を、生体外組換え実験に、レスキューウイルスであるALVACとともに用いてvCP320を得た。
免疫沈降分析を、vCP320がCHV gBを発現するか否かを決定するために行った。MDCK細胞単層を、親ウイルス(ALVAC)(m.o.i=15pfu/細胞)、vCP320(m.o.i=15pfu/細胞)もしくはCHV(m.o.i=15pfu/細胞)で、偽感染もしくは感染させた。1時間の吸収期間に続いて、接種物を取り除き、細胞に、2%透析牛胎児血清および[35S]−システイン(50μCi/ml)を含む改変Eagle’s培地(マイナスシステイン)を2ml重層させた。破砕物を感染後18時間で、1mlの3xバッファーA(450mM NaCl、3%NP−40、30mMトリス(pH=7.4)、3mM EDTA、0.03%アジ化ナトリウムおよび0.6mg/ml PMSF)中に回収し、gB特異的モノクローナル抗体1125B2(Dr.Michel Riviere、Rhone Merieux、Lyon、Franceより入手)の1:100希釈液を用いてCHV gCの発現を分析した。普通マウス血清およびヤギ抗マウスタンパク質A−セファロース複合体を用いて前洗浄した破砕物を、モノクローナル抗ヤギ抗マウスタンパク質A−セファロース複合体とともに4℃で一晩保温し、1xバッファーAで4回、およびLiCl2/尿素バッファーで2回洗浄した。沈殿したタンパク質を、2xLaemmli’sバッファー(125mMトリス(pH=6.8)、4%SDS、20%グリセロール、10%2−メルカプトエタノール)を添加することにより免疫複合体から解離させ、5分間沸騰させた。タンパク質をSDSポリアクリルアミドゲル上で分画、固定し、1Mサリチル酸ナトリウムで間接撮影用に処理した。CHVに感染させた細胞(レーンD)およびvCP320に感染させた細胞(レーンC)からは適切なサイズのタンパク質が沈殿したが、偽感染細胞(レーンA)またはALVACに感染させた細胞(レーンB)からは沈殿しなかった(図25)。これらの結果はvCP320はCHV gBを発現することを示している。
実施例28 vCP322の開発;CHV gCを発現するALVAC組換体
vCP322、CHV gCを発現するALVAC組換体を、以下の手順により開発した。CHV gC遺伝子を含む2.2kbのEcoRI断片をCHVゲノムDNAから単離し、pVQH6CP3LSAのEcoRI部位にクローニングした。(pVQH6CP3LSAはC3隣接アームの間にクローン化されたH6プロモーターのコピーを有している。)この操作は、gC遺伝子をH6プロモーターの下流でC3隣接アームの間に位置づける。この操作により開発されたプラスミドをpCHV17と称した。
外来性3’非コード領域を除去し、gC遺伝子の3’末端の近くに位置している3つのT5NT初期転写終結シグナル配列を改変した。これは、オリゴヌクレオチドCHVL66(配列番号109)
およびCHVL67(配列番号110)
を、pCHV17の8400bpのClaI−PstI断片中にクローン化することにより達成した。この操作により生成されたプラスミドをpCHVと称した。
gC遺伝子の開始コドンを続いてH6プロモーターの開始コドンに整列させた。さらに、2つの初期転写終了シグナル配列を改変した。これは、H6プロモーターの3’末端およびT5NT改変gC遺伝子を含む、740bpのNruI−BsrGI消化PCR断片を、7900bpのpCHV20のNruI−BsrGI断片中にクローン化することにより達成した。(このPCR断片は、500bpのPCR断片、300bpのPCR断片およびオリゴヌクレオチドCHVP96(配列番号111)
およびCHVP97(配列番号112)
を用いて生成した。500bpのPCR断片は、プラスミドpCHV13からオリゴヌクレオチドCHVP68(配列番号113)
およびCHVP69(配列番号114)
により生成した。300bpのPCR断片は、プラスミドpCHV13からオリゴヌクレオチドCHVP95(配列番号115)
およびCHVP96(配列番号111)
により生成した。(pCHV13は、gC遺伝子を含む2.2kbのEcoRIゲノム断片をpBSK+のEcoRI部位にクローニングすることにより得られた。)この操作により生成されたプラスミドをpCHV38と称した。
H6プロモートされたgC遺伝子を続いてC6隣接アーム中にクローン化した。これは、H6プロモートされたgC遺伝子を含むpCHV38の1400bpNruI−PstI断片およびオリゴヌクレオチドCHVL98(配列番号116、5’−AATTTGCA−3’)を、pHIV34の4500bpのNruI−EcoRI断片中にクローン化することにより達成した。(pHIV34は、H6プロモートされたHIV2 gp120(+TM)遺伝子をC6隣接アーム中に有している。)この操作によって生成されたプラスミドをpCHV40と称した。pCHV40中のH6プロモートされたgC遺伝子のDNA配列(配列番号117、118)を図26に示す。ALVAC C6隣接アームのDNA配列(配列番号107、108)を図24に示す。
pCHV40を、生体外組換え実験に、レスキューウイルスであるALVACとともに用いてvCP322を得た。
免疫沈降分析を、vCP322がCHV gCを発現するか否かを決定するために行った。MDCK細胞単層を、親ウイルス(ALVAC)(m.o.i=15pfu/細胞)もしくはvCP322(m.o.i=15pfu/細胞)またはCHV(m.o.i=15pfu/細胞)で、偽感染もしくは感染させた。1時間の吸収期間に続いて、接種物を取り除き、細胞に、2%透析牛胎児血清および[35S]−システイン(50μCi/ml)を含む改変Eagle’s培地(マイナスシステイン)を2ml重層させた。破砕物を感染後18時間で、1mlの3xバッファーA(450mM NaCl、3%NP−40。30mMトリス(pH=7.4)、3mM EDTA、0.03%アジ化ナトリウムおよび0.6mg/ml PMSF)中に回収し、gC特異的モノクローナル抗体2011A9(Dr.Michel Riviere、Rhone Merieux、Lyon、Franceより入手)の1:100希釈液を用いてCHV gDの発現を分析した。普通マウス血清およびヤギ抗マウスタンパク質A−セファロース複合体を用いて前洗浄した破砕物を、モノクローナル抗ヤギ抗マウスタンパク質A−セファロース複合体とともに4℃で一晩保温し、1xバッファーAで4回、およびLiCl2/尿素バッファーで2回洗浄した。沈殿したタンパク質を、2xLaemmli’sバッファー(125mMトリス(pH=6.8)、4%SDS、20%グリセロール、10%2−メルカプトエタノール)を添加することにより免疫複合体から解離させ、5分間沸騰させた。タンパク質をSDSポリアクリルアミドゲル上で分画、固定し、1Mサリチル酸ナトリウムで間接撮影用に処理した。CHVに感染させた細胞(レーンD)およびvCP322に感染させた細胞(レーンC)からは適切なサイズのタンパク質が沈殿したが、偽感染細胞(レーンA)またはALVACに感染させた細胞(レーンB)からは沈殿しなかった(図27)。これらの結果はvCP322はCHV gCを発現することを示している。
実施例29 vCP294の開発;CHV gDを発現するALVAC組換体
vCP294、CHV gDを発現するALVAC組換体を、以下の手順により開発した。CHV gD遺伝子を含む7kbのPstI断片をCHVゲノムDNAから単離し、pBSK+のPstI部位にクローニングした。この操作により開発されたプラスミドをpCHV11と称した。
CHV gD遺伝子を、続いてカナリアポックス隣接アームの間にクローン化した。これは、CHV gDを含むpCHV11の1475bpのPstI−SnaBI断片を、pHIV34の5600bpのPstI−SnaBI断片中にクロン化することにより達成した。(pHIV34はC6隣接アーム中にクローン化されたH6プロモートされたHIV2 gp120(+TM)遺伝子のコピーを有している。)これにより、CHVg遺伝子はH6プロモータの下流でC6隣接アームの間に位置づける。この操作により生成されたプラスミドをpCHV18と称した。
gD遺伝子の開始コドンを続いてH6プロモーターの開始コドンに整列させた。これは、オリゴヌクレオチドCHVL81(配列番号120)
およびオリゴヌクレオチドCHVL82(配列番号121)
をpCHV18の5600bpのNruI−PflMI断片中にクローン化することにより達成した。この操作により生成されたプラスミドをpCHV21と称した。
CHV gD遺伝子の3’末端にある、3つの初期転写終了シグナル配列を続いて改変した。これは、「T5NT改変」gD遺伝子の3’末端およびC3隣接アームを含む、1400bpのpCHV22のBglII−Asp718断片を、3700bpのpCHV21のBglII−Asp718断片中にクローン化することにより達成した。(pCHV22は、「T5NT改変」gD遺伝子の3’末端を含む430bpのBglII−EcoRI消化PCR断片を3900bpのpHIV43のBglII−EcoRI断片中にクローン化して形成した。pHIV43は、C3隣接アームの間にクローン化されたH6プロモートされたHIV1 gp120−マウスIL−2融合遺伝子を有している。(このPCR断片はプラスミドpCHV18から、オリゴヌクレオチドCHVP79(配列番号122)
およびCHVP80(配列番号123)
により生成された。))この操作により生成されたプラスミドをpCHV24と称した。
続いて、「T5NT改変」CHV gD遺伝子の中央領域を、pCHV24中にクローン化した。これは、「T5NT改変」CHV gD遺伝子の中央領域を含む240bpのBglII−消化PCR断片を、pCHV24のBglII部位中にクローン化することにより達成した。(このPCR断片はプラスミドpCHV18から、オリゴヌクレオチドCHVP83(配列番号124)
およびCHVP84(配列番号125)
により生成された。)この操作により生成されたプラスミドをpCHV25と称した。
C3隣接アームを続いてC6隣接アームで置換した。これは、C6隣接アームを含むpCHV21の1160bpのEcoRI−Asp718断片を、pCHV25の4100bpのEcoRI−Asp718断片中にクローン化することにより達成した。この操作によって生成されたプラスミドをpCHV26と称した。pCHV26中のH6プロモートされたgD遺伝子のDNA配列(配列番号127、128)を図28に示す。ALVAC C6隣接アームのDNA配列(配列番号107、108)を図24に示す。
pCHV26を、生体外組換え実験に、レスキューウイルスであるALVACとともに用いてvCP294を得た。
免疫沈降分析を、vCP294がCHV gDを発現するか否かを決定するために行った。MDCK細胞単層を、親ウイルス(ALVAC)(m.o.i=15pfu/細胞)、vCP294(m.o.i=15pfu/細胞)またはCHV(m.o.i=15pfu/細胞)で、偽感染もしくは感染させた。1時間の吸収期間に続いて、接種物を取り除き、細胞に、2%透析牛胎児血清および[35S]−システイン(50μCi/ml)を含む改変Eagle’s培地(マイナスシステイン)を2ml重層させた。破砕物を感染後18時間で、1mlの3xバッファーA(450mM NaCl、3%NP−40。30mMトリス(pH=7.4)、3mM EDTA、0.03%アジ化ナトリウムおよび0.6mg/ml PMSF)中に回収し、gC特異的モノクローナル抗体208D11(Dr.Michel Riviere、Rhone Merieux、Lyon、Franceより入手)の1:100希釈液を用いてCHV gBの発現を分析した。普通マウス血清およびヤギ抗マウスタンパク質A−セファロース複合体を用いて前洗浄した破砕物を、モノクローナル抗ヤギ抗マウスタンパク質A−セファロース複合体とともに4℃で一晩保温し、1xバッファーAで4回、およびLiCl2/尿素バッファーで2回洗浄した。沈殿したタンパク質を、2xLaemmli’sバッファー(125mMトリス(pH=6.8)、4%SDS、20%グリセロール、10%2−メルカプトエタノール)を添加することにより免疫複合体から解離させ、5分間沸騰させた。タンパク質をSDSポリアクリルアミドゲル上で分画、固定し、1Mサリチル酸ナトリウムで間接撮影用に処理した。CHVに感染させた細胞(レーンD)およびvCP294に感染させた細胞(レーンC)からは適切なサイズのタンパク質が沈殿したが、偽感染細胞(レーンA)またはALVACに感染させた細胞(レーンB)からは沈殿しなかった(図29)。これらの結果はvCP294はCHV gDを発現することを示している。
このように本発明の好適な実施例を詳細に記述してきたが、添付したクレームによって定義された発明は、上の記述で示された特定の詳細に限定されるものでは無いことは、それらの精神もしくは範囲から外れること無しにそれらの明らかな変化が可能であることから理解されよう。
組換体は、子犬および成犬においてCHVに対する抗体もしくは免疫反応を刺激するために利用可能であり、組換体を感染させた細胞から単離可能である発現産物もまたそうである。さらに、組換体またはそれらの発現産物は、組換体またはそれらの発現産物を投与された動物において抗体を生産可能であり、その抗体はさらにここに記述したように利用可能である。
Claims (26)
- DNAであることを特徴とする請求の範囲第1項記載の核酸。
- イヌヘルペスウイルスgB糖タンパク質をコードすることを特徴とする請求の範囲第1項記載の単離核酸。
- イヌヘルペスウイルスgC糖タンパク質をコードすることを特徴とする請求の範囲第1項記載の単離核酸。
- イヌヘルペスウイルスgD糖タンパク質をコードすることを特徴とする請求の範囲第1項記載の単離核酸。
- 請求の範囲第2項記載の単離核酸を含むベクター。
- 前記ベクターがポックスウイルスであることを特徴とする請求の範囲第6項記載のベクター。
- 前記ポックスウイルスがアビポックスウイルスまたはワクシニアウイルスであることを特徴とする請求の範囲第7項記載のベクター。
- ウイルスが弱毒化された毒性を有するように内部でウイルスにコードされた遺伝子機能が不活性化されているが、保持された効果を有し;ウイルスゲノムの非必須領域中にイヌヘルペスウイルスgB、gCおよびgDの少なくとも1つをコードする外因性DNAをさらに含む改変組換体であることを特徴とする請求の範囲第6項記載のベクター。
- 前記ウイルスがポックスウイルスであることを特徴とする請求の範囲第9項記載のベクター。
- 前記ポックスウイルスがワクシニアウイルスであることを特徴とする請求の範囲第10項記載のベクター。
- 少なくとも1つのオープンリーディングフレームを欠失させることにより前記遺伝子機能が不活性化されていることを特徴とする請求の範囲第11項記載のベクター。
- 前記欠失された遺伝子機能がC7L−K1Lオープンリーディングフレームまたは宿主域機能を含むことを特徴とする請求の範囲第12項記載のベクター。
- J2R、B13R+B14R、A26L、A56RおよびI4Lからなる群より選択される少なくとも1つの付加的なオープンリーディングフレームが欠失されていることを特徴とする請求の範囲第13項記載のベクター。
- チミジンキナーゼ遺伝子、出血性領域、A型封入体領域、血球凝集素遺伝子およびリボヌクレオチド還元酵素ラージサブユニットからなる群より選択される少なくとも1つの付加的なオープンリーディングフレームが欠失されていることを特徴とする請求の範囲第13項記載のベクター。
- J2R、B13R+B14R、A26L、A56RおよびI4Lが前記ウイルスから欠失されていることを特徴とする請求の範囲第14項記載のベクター。
- チミジンキナーゼ遺伝子、出血性領域、A型封入体領域、血球凝集素遺伝子、宿主域領域およびリボヌクレオチド還元酵素ラージサブユニットが前記ウイルスから欠失されていることを特徴とする請求の範囲第15項記載のベクター。
- NYVAC組換ウイルスであることを特徴とする請求の範囲第16項記載のベクター。
- NYVAC組換ウイルスであることを特徴とする請求の範囲第17項記載のベクター。
- 宿主中で弱毒化された毒性を有するように改変され;イヌヘルペスウイルスgB、gCおよびgDの少なくとも1つをコードする外因性DNAをウイルスゲノムの非必須領域中に含む改変組換アビポックスウイルスであることを特徴とする請求の範囲第6項記載のベクター。
- 前記ウイルスがカナリアポックスウイルスであることを特徴とする請求の範囲第20項記載のベクター。
- 前記カナリアポックスウイルスが、ニワトリ胚繊維芽細胞上での200以上の連続継代を通して弱毒化されたRentschlerワクチン株であり、それに由来するマスターシードが、寒天下で4回の連続プラーク精製にかけられ、それ由来のプラーククローンが5回の付加的な継代を通して増幅されたものであることを特徴とする請求の範囲第21項記載のベクター。
- ALVAC組換体であることを特徴とする請求の範囲第22項記載のベクター。
- vCP320、vCP322またはvCP294であることを特徴とする請求の範囲第23項記載のベクター。
- 請求の範囲第6、9、18、20又は23項のいずれか1項記載のベクターを細胞内に導入することを特徴とする、遺伝子産物を生体外で培養された細胞内で発現させるための方法。
- 請求の範囲第6、9、18、20又は23項のいずれか1項記載のベクターの生体外発現により単離されたイヌヘルペスウイルス糖タンパク質gB、gCまたはgD。
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