JP4108742B2 - ポックスウイルス−イヌジステンパーウイルス(cdv)組み換え体類および組成物類および前記組み換え体類を用いる方法 - Google Patents

ポックスウイルス−イヌジステンパーウイルス(cdv)組み換え体類および組成物類および前記組み換え体類を用いる方法 Download PDF

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Description

発明の分野
本発明は、ポックスウイルス−イヌジステンパーウイルス(CDV)組換体類、特にNYVAC−CDVおよびALVAC−CDV組換体類、前記組換体類からの発現産物類、ポックスウイルス−CDV組換体またはそのような組換体からの発現産物を含む抗原性、免疫性またはワクチン組成物のような組成物類;前記ポックスウイルス−CDV組換体を製造し使用する方法類;および前記組成物を製造し使用する方法類に関する。
下記の本文全体でさまざまな刊行物が引用されており、参考文献と見出しの付いた章においてこれらの刊行物の全文引用がなされている。下記の本文で引用された各刊行物は、本文で参考文献として引用している。
発明の背景
ワクシニアウイルスおよびさらに最近になっては他のポックスウイルスが、外来性遺伝子類の挿入および発現に使用されてきている。生きている感染性ポックスウイルスへの外来性遺伝子類の挿入の基本的技術では、ドナープラスミド中の外来性遺伝子要素に隣接するポックスDNA配列類とレスキューポックスウイルス中に存在する相同配列類の組換えを行う(Picciniら、1987)。
特に、組換えポックスウイルス類は、当該技術で公知でかつ本文でその開示を参考として引用した米国特許第4、769、330号、第4、772、848号、第4、603、112号、第5、100、587号および第5、179、993号に記載のワクシニアウイルスおよびアビポックスウイルスのようなポックスウイルス類の合成組換体を調製する方法類と同様の2段階で構築される。
まず第1に、前記ウイルスに挿入されるDNA遺伝子配列、特に、ポックス以外に由来するオープンリーディングフレームを、前記ポックスウイルスのDNAの1部分に相同のDNAを挿入したE.coliプラスミド構築体中に入れる。これとは別に、挿入されるDNA遺伝子配列を、プロモーターに連結する。プロモーター−遺伝子連結物を前記プラスミド構築体中に位置させ、非必須座を含むポックスDNAの1領域に隣接するDNA配列に相同のDNAをこのプロモーター−遺伝子連結物の両端で隣接させるようにする。生成したプラスミド構築体をその後、E.coli菌内部で増殖によって増幅させ(Clewell,1972)、単離する(Clewellら、1969;Maniatisら、1982)。
第2に、挿入されるDNA遺伝子配列を含む単離したプラスミドを、ポックスウイルスとともに、例えばニワトリ胚線維芽細胞のような細胞培養物中に移入する。前記プラスミド中の相同ポックスDNAとウイルスゲノムの組換えは、それぞれ、そのゲノムの非必須領域中に外来性DNA配列が存在することによって改変されたポックスウイルスを提供する。「外来性」DNAという用語は、遺伝子を入れるゲノムによっては本来産生されない遺伝子産物をコードしている外来性DNA特にポックス以外に由来するDNAを意味する。
遺伝子組換えとは、通常、DNAの2本の鎖間でのDNAの相同性部分の交換である。あるウイルス類では、RNAがDNAに取って代わることもある。核酸の相同性部分とは、同一配列のヌクレオチド塩基類を有する核酸(DNAまたはRNA)部分である。
遺伝子組換えは、感染宿主細胞内部で新規ウイルスゲノム類の複製または生成の間に自然にも起こることがある。したがって、ウイルス遺伝子間の遺伝子組換えは、2種以上の異なるウイルス類または他の遺伝的構築体に同時感染した宿主細胞中で起こるウイルス複製サイクルでも起こりうる。第1ゲノム由来DNA部分は、第1ウイルスゲノムのそれにDNAが相同の第2同時感染ウイルスのゲノム部分を構築する際に、交換可能なように用いられる。
しかし、また、完全には相同ではない異なるゲノム中のDNA部分間でも組換えは起こりうる。もしこのような第1ゲノム由来の1部分が、例えば相同DNAのある部分に挿入された遺伝子マーカーまたは抗原決定基をコードする遺伝子のその第1領域内部における存在を除いて、別のゲノムの1部分に相同であるならば、組換えがそれでもなお起こり得、その際、この組換え産物は、組換えウイルスゲノム中におけるその遺伝マーカーまたは遺伝子の存在によって検出可能である。組換えワクシニアウイルス産生のための他の手段も最近報告されている。
改変された感染性ウイルスによる挿入DNA遺伝子配列の発現を成功させるには、2つの条件が必要となる。まず第一に、改変されたウイルスを生きたままとするため、このウイルスの非必須領域中に挿入を行わなければならない。挿入DNA発現のための第2の条件は、挿入DNAとの適切な関係にあるプロモーターが存在することである。このプロモーターは、発現されるDNA配列の上流に位置するように、入れなければならない。
ワクシニアウイルスは、1980年に天然痘が世界中から撲滅されるようになるまで天然痘に対して免疫するために使用され、成果を上げてきた。その歴史的経緯の中で、多くのワクシニア株類が生じてきた。これらの異なる株類は、さまざまな免疫原性を示し、程度の異なる潜在的合併症に関連づけられており、その最も重篤なものは、ワクチン接種後の脳炎と全身性痘疹である(Behbehani、1983)。
天然痘撲滅とともに、ワクシニアの新しい役割が重要となり、すなわち、外来性遺伝子類の発現のための遺伝子工学によるベクターのそれである。膨大な数の非相同抗原類をコードする遺伝子類がワクシニアにおいて発現されており、しばしば、対応する病原体による投与に対する防御免疫が生じた(Tartagliaら、1990、1993aにおいてレビュー)。
ワクシニアベクターの遺伝的バックグランドから、発現された外来性免疫原の防御効果に影響を及ぼすことが明らかにされている。たとえば、エプスタインバーウイルス(EBV)gp340のワクシニアウイルスWyethワクチン株中における発現は、EBV誘発リンパ腫に対してコットントップタマリン類を保護せず、一方、ワクシニアウイルスのWR実験室株における同一遺伝子の発現は防御性であった(Morganら、1988)。
ワクシニアウイルスをベースとした組換えワクチン候補の効果と安全性の微妙なバランスが極めて重要である。この組換えウイルスは、ワクチン接種した動物において防御性免疫応答を惹起するがいかなる重大な病原性も有していないように免疫原(類)を提供しなければならない。したがって、ベクター株の弱毒化は、現在の技術水準に勝る極めて望ましい進歩である。
組織培養におけるウイルスの増殖に非必須でありかつその欠失または不活化は種々の動物系で毒性を低下させるいくつかのワクシニア遺伝子が確認されている。
このワクシニアウイルスチミジンキナーゼ(TK)をコードする遺伝子がマッピングされており(Hrubyら、1982)、配列決定されている(Hrubyら、1983;Weirら、1983)。前記チミジンキナーゼ遺伝子の不活化または完全欠失は、組織培養中の広範囲の細胞においてワクシニアウイルスの増殖を抑制しない。TK-ワクシニアウイルスは、また、種々の宿主の接種部位において種々の経路で生体内で複製可能である。
単純ヘルペスウイルス2型について、モルモットの膣内TK-ウイルス接種は、TK+ウイルス接種の場合に比べて、脊髄におけるウイルス力価が有意に低いことが明らかにされている(Stanberryら、1985)。ヘルペスウイルスがコードしているインビトロTK活性が活発に代謝中の細胞におけるウイルス増殖には重要ではないが、静止状態細胞中におけるウイルス増殖には必要であることが明らかにされている(Jamiesonら、1974)。
脳内および腹腔内経路でマウスに接種したTK-ワクシニアの弱毒化が明らかとなっている(Bullerら、1985)。弱毒化は、WR神経毒性実験室株およびWyethワクチン株の両者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-組換えワクシニアは、親TK+ワクシニアウイルスと比較し、同等の抗ワクシニア中性化抗体類を産生し、このことは、この試験系ではTK機能の喪失がワクシニアウイルスベクターの免疫原性を有意に低下させないことを示唆している。TK-およびTK+組換えワクシニアウイルス(WR株)をマウスに鼻腔内接種した後、脳を含む他部位へのウイルスの伝搬が有意に低下することが観察された(Taylorら、1991a)。
ヌクレオチド代謝に関連するもうひとつの酵素は、リボヌクオチド還元酵素である。ラージサブユニットをコードする遺伝子の欠失による単純ヘルペスウイルス(HSV)におけるウイルスがコードしたリボヌクレオチド還元酵素活性の喪失は、ウイルス増殖およびインビトロ細胞分割におけるDNA合成に全く影響を有さないが、血清飢餓細胞におけるウイルスの増殖能を非常に低下させることが示された(Goldsteinら、1988)。眼の急性HSV感染および三叉神経節における再活性化可能な潜伏感染マウスモデルを用いて、野生型HSVによる毒性に比較し、リボヌクレオチド還元酵素のラージサブユニットを欠失したHSVについて毒性の低下が明らかとされた(Jacobsonら、1989)。
リボヌクレオチド還元酵素のスモールサブユニット(Slabaughら、1988)およびラージサブユニット(Schmidttら、1988)が、ワクシニアウイルスで同定されている。マウスの頭蓋内接種で測定したところ、ワクシニアウイルスWR株へのリボヌクレオチド還元酵素のラージサブユニットの挿入による不活化は、ウイルスの弱毒化を起こす(Childら、1990)。
ワクシニアウイルスの血球凝集素遺伝子(HA)が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のHA遺伝子は組織培養における増殖に非必須である(Ichihashiら、1971)。ワクシニアウイルスのHA遺伝子の不活化によって、頭蓋内経路で接種したウサギで神経毒性が低下し、さらに、皮内接種部位においてウサギで外傷が小さくなった(Shidaら、1988)。このHA座を、ワクシニアウイルスのWR株(Shidaら、1987)、Lister株の派生体類(Shidaら、1988)およびコペンハーゲン株(Guoら、1989)への外来性遺伝子の挿入に使用した。外来性遺伝子類を発現する組換えHA-ワクシニアウイルスは、免疫原性であり(Guoら、1989;Itamuraら、1990;Shidaら、1988;Shidaら、1987)および関連病原体による投与に対して防御性である(Guoら、1989;Shidaら、1987)ことが明らかとされている。
ウシポックスウイルス(Brighton赤株)は、ニワトリ卵の漿尿膜上に赤い(出血性の)痘疹を生ずる。ウシポックスゲノム内部での自然発生欠失は、白色痘疹を生ずる変異株類を生ずる(Pickupら、1984)。出血性機能()は、初期遺伝子によってコードされる38kDaタンパク質までマッピングで示されている(Pickupら、1986)。この遺伝子はセリンプロテアーゼ阻害剤類に相同性を有し、ウシポックスウイルスに対する宿主炎症性応答を阻害することが示されており(Palumboら、1989)、血液凝固阻害剤である。
この遺伝子は、ワクシニアウイルスのWR株中に存在する(Kotwalら、1989b)。外来性遺伝子の挿入によって遺伝子が不活化されているWRワクシニアウイルス組換え体を接種したマウスは、遺伝子が未変化である同様の組換えワクシニアウイルスを接種したマウスと比較し、この外来性遺伝子産物に対して高い抗体レベルを生ずる(Zhouら、1990)。この領域は、ワクシニアウイルスのコペンハーゲン株中(Goebelら、1990a,bに報告された用語定義によればオープンリーディングフレームB13およびB14)に欠陥のある非機能性形態で存在する。
ウシポックスウイルスは、細胞質A型封入体(ATI)中において感染細胞に局在化する(Katoら、1959)。ATI機能は、動物から動物への伝搬時においてウシポックスウイルス粒子の保護にあると考えられている(Bergoinら、1971)。ウシポックスゲノムのATI領域はATI体のマトリックスを形成する160kDaのタンパク質をコードする(Funahashiら、1988;Patelら、1987)。ワクシニアウイルスはそのゲノム中に相同領域を含んではいるが、通常、ATIを産生しない。ワクシニアのWR株では、ゲノムのATI領域が94kDaタンパク質として翻訳される(Patelら、1988)。ワクシニアウイルスのコペンハーゲン株中では、ATI領域に対応するDNA配列のほとんどが欠失しており、この領域の残りの3’末端がATI領域上流の配列に融合し、オープンリーディングフレーム(ORF)A26Lを形成する(Goebelら、1990a、b)。
種々の自然発生(Altenburgerら、1989;Drillienら、1981;Laiら、1989;Mossら、1981;Paezら、1985;Panicaliら、1981)および工学的(Perkusら、1991;Perkusら、1989;Perkusら、1986)欠失は、ワクシニアウイルスゲノムの左末端近傍にあると報告されている。10kb自然発生欠失を有するワクシニアウイルスのWR株は、マウスに頭蓋内接種すると弱毒化されることが示された(Bullerら、1985)。この欠失は、後になって、17個の潜在的ORF類を含むことが示された(Kotwalら、1988)。この欠失領域内における特異的遺伝子類として、ビロカインN1Lおよび35kDaタンパク質(Goebelら、1990a、bに報告された用語定義によればC3L)が含まれる。N1Lの挿入による不活化で、正常およびヌードマウスの両者に対する頭蓋内接種によって、毒性が低下する(Kotwalら、1989a)。この35kDaタンパク質は、N1Lと同様、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、補体対照タンパク質属、特に補体4B結合タンパク質(C4bp)に相同性を有している(Kotwalら、1988)。ワクシニア35kDaタンパク質は、細胞性C4bpと同様、補体の第4成分を結合し、従来の補体カスケードを阻害する(Kotwalら、1990)。したがって、このワクシニア35kDaタンパク質が、このウイルスが宿主防御機構を回避するのを補助することに関連しているようである。
ワクシニアゲノムの左末端には、宿主範囲遺伝子類、K1L(Gillardら、1986)およびC7L(Perkusら、1990)として同定された2個の遺伝子類を含んでいる。これら遺伝子を両者ともに欠失すると、ワクシニアウイルスの種々のヒト細胞系統で増殖する能力を低下させる(Perkusら、1990)。
2個のその他のワクチンベクター系では、天然の宿主制限ポックスウイルス類であるアビポックスウイルス類を使用することが行われる。ニワトリポックスウイルス(FPV)およびカナリアポックスウイルス(CPV)の両者ともに遺伝子工学処理され、外来性遺伝子産物を発現する。ニワトリポックスウイルス(FPV)は、ポックスウイルス科のアビポックス属のプロトタイプウイルスである。このウイルスは経済的に重要な家禽疾患の原因であるが、弱毒生ワクチン類の使用によって1920年代以降コントロールが良好に行われている。アビポックスウイルスの複製は鳥類種に限定されており(Matthews、1982)、鳥類以外のヒトを含むいかなる種においても強い感染を起こすアビポックスについての報告は文献に示されていない。この宿主制限は、他の種に対するウイルス伝搬に対する固有の安全バリアを提供し、アビポックスウイルスをベースとしたワクチンベクター類が獣医学およびヒト適応において魅力ある物となる。
FPVは、家禽病原体由来の抗原発現ベクターとして有効に利用されてきた。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は、FPV組換体中で発現された(Taylorら、1988a)。ニワトリおよび七面鳥にこの組換体を接種後、相同または非相同のいずれかの毒性生インフルエンザウイルス投与に対して防御性の免疫応答が誘発された(Taylorら、1988a)。ニューカッスル病ウイルスの表面糖タンパク質類を発現するFPV組換体類も同様、開発された(Taylorら、1990;Edbauerら、1990)。
鳥類系に対してのFPVおよびCPV複製についての宿主制限にも関わらず、これらのウイルス類に由来する組換体類は、非鳥類起源の細胞中において外来性のタンパク質類を発現することが見いだされた。さらに、上記組換えウイルス類は、外来性遺伝子産物に関する免疫応答を惹起することが示され、適当である場合には、対応する病原体による投与に対して防御を付与することが示唆された(Tartagliaら、1993a、b;Taylorら、1992;1991b;1988b)。
イヌジステンパー(CD)は、イヌ類およびその他の肉食獣の高感染性の熱病性疾患である(Fennerらがレビュー、1987)。死亡率は高く、30乃至80%に及んでいる。生き残ったイヌは、永久的中枢神経障害を受けることが多い(Fennerら、1987)。同様に、麻疹ウイルス(MV)は、全身性大丘疹発生を特徴とする急性感染熱性疾患である。本疾患は、主に、小児が罹患する。CDの確定病因は、パラミクソウイルス科の一員であるCDウイルス(CDV)として公知のモルビリウイルス属による感染である。一般に、パラミクソウイルス類は、負の極性を有する18−20kb一重鎖RNAゲノムを含むエンベロープウイルス類である。このゲノムは、融合部(F)および血球凝集素−ノイラミニダーゼ(HN)または血球凝集素(HA)糖タンパク質のいずれかを含む5−7個の構造タンパク質類をコードする。膜糖タンパク質血球凝集素(HA)は、血液凝集およびウイルスの宿主細胞への結合に関与し、さらに融合糖タンパク質(F)は、ウイルスと感染細胞間または感染細胞と隣接非感染細胞間の膜融合を起こす(Gravesら、1978)。MVゲノム中における遺伝子類の並び方順序は、Richardsonら(1985)およびDowlingら(1986)によって推定されている。MVHA遺伝子およびMVF遺伝子のヌクレオチド配列は、AlkhatibおよびBriedis(1986)およびRichardsonら(1986)によって、それぞれ、決定されている。CDVの場合、FおよびHA糖タンパク質の両者が、ウイルスエンベロープ中および感染細胞表面に存在することが見いだされている。
他のモリブリウイルス類、特に麻疹ウイルスによる分析から推定して、CDVFおよびHA糖タンパク質類は、CDV感染性とその免疫生物学に重要であると考えられる(Dialloがレビュー、1990)。麻疹ウイルスによる研究から、HAおよびFタンパク質類が、中性化抗体類を誘発することが確認された(Norrbyら、1975)。さらに、麻疹HAまたはF単独または同時に発現させるポックスウイルスをベースとした組換体類は、MV脳炎に対してマウスに防御性免疫応答を惹起し(Drillienら、1988;Wildら、1990)、致死的CDV投与に対してイヌに防御性免疫応答を惹起する(Taylorら、1991d;Taylorら、1992)ことが示された。特にCDVに対して、精製Fタンパク質は、イヌにおいてCDV投与に対する防御を付与することが示されている(Norrbyら、1986)。
CDVおよびMVは構造的に類似し、血清学的に近い関係を有している。免疫沈降研究では、MV抗血清が、全てのCDVタンパク質類(P、NP、F、HAおよびM)を沈降させるであろうと示している。対照的に、CDV抗血清は、HA糖タンパク質を除くあらゆるMVタンパク質類を沈降させるであろう(Hallら、1980;Orvellら、1980;Stephensonら、1979)。この近接した血清学的関係と照らし合わせ、MVによるワクチン接種がイヌにおけるCDV投与に対して防御を惹起するであろうということが以前に明らかになった(Gillespieら、1960;Mouraら、1961;Warrenら、1960)。CDVに対する中性化抗体類が、ヒト抗MV血清で報告されている(Adamsら、1957;Imagawaら、1960;Karzonら、1955;Karzon、1962)が、MVに対する中性化抗体類はイヌ由来抗CDV血清で見いだされていない(Delayら、1965;Karzon、1962;Roberts、1965)。
したがって、MV抗原類もしくは組換えポックスウイルスで発現されたMV抗原類によるイヌの防御は、CDV抗原類またはCDV抗原類を発現する組換えポックスウイルスに対する防御を教示もしないしまたは示唆することもない。実際、これまで、CDV抗原類のコード配列およびCDV抗原類のコード配列を含む組換えポックスウイルスは公知でもないし示唆されてもいなかった。
現在、生の弱毒化ワクチン株類によるワクチン接種が、イヌのジステンパーをコントロールする効果的手段となっている。しかし、これらのワクチン株類の複製能に由来するワクチン関連合併症が、ワクチン接種動物で報告されている(Tizard、1990)。したがって、これまで教示も示唆されてもいないNYVACおよびALVACをベースとしたCDVおよび/またはMV組換え体類が変化した生のCDVまたはMVの環境中へのゆっくりとした導入を撲滅させる手段を付与し、一方、CDVまたはMV遺伝子の発現に由来するその産物を発現させるための安全かつ有効な手段とおよび抗原性、免疫すなわちワクチン組成物を提供することが理解できる。
発明の目的および要約
したがって、本発明の目的は、安全性が高められた改変組換えウイルス類を提供すること、およびこのような組換えウイルス類の製造方法を提供することである。
さらに、本発明の目的は、公知の組換えポックスウイルスワクチン類または抗原性または免疫性組成物に比較して安全性が高い組換えポックスウイルス抗原性、免疫性またはワクチン組成物を提供することである。
さらに発明の目的は、宿主中において弱毒化された毒性を有するように改変された改変ベクターを前記宿主中において遺伝子産物を発現させるために提供することである。
また、本発明の目的は、安全性が高められた改変組換ウイルスまたは改変ベクターを用いて生体外培養細胞中において遺伝子産物を発現する方法を提供することである。
本発明のこれらおよびその他の目的および利点は、下記を考慮すればより容易に分かるであろう。
本発明は、一面において、組換えウイルスが弱毒化された毒性と高められた安全性を有するようにウイルスでコードされた遺伝的機能類を不活性化された前記改変組換えウイルスに関する。前記機能類は非必須であるかまたは毒性に関連していてもよい。前記ウイルスは、ポックスウイルス、特にワクシニアウイルスまたは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のようなアビポックスウイルスであるのが好都合である。前記改変された組換えウイルスは、そのウイルスゲノムの非必須領域内に、例えばモルビリウイルス(Morbillivirus)、好適にはCDVまたはMVのような病原体由来の抗原性タンパク質をコードする異種DNA配列を含むことができる。
本発明は、別の面では、抗原性または免疫組成物ワクチンを接種された宿主動物において抗原性反応を誘発するワクチンに関し、前記組成物には、担体、および、組換えウイルスが弱毒化された毒性と高められた安全性を有するようにウイルスでコードされた遺伝的機能類を不活性化された前記改変組換えウイルスが含まれる。ワクチン抗原性すなわち免疫組成物中に使用されるウイルスとして、ポックスウイルス、特にワクシニアウイルスまたは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のようなアビポックスウイルスが好都合である。前記改変された組換えウイルスは、そのウイルスゲノムの非必須領域内に、例えばモルビリウイルス、好適にはCDVまたはMVのような病原体由来の抗原性タンパク質をコードする異種DNA配列を含むことができる。
本発明は、さらに別の面では、組換えウイルスが弱毒化された毒性と高められた安全性を有するようにウイルスでコードされた遺伝的機能類を不活性化された前記改変組換えウイルスを含む免疫組成物に関する。前記改変された組換えウイルスは、そのウイルスゲノムの非必須領域内に、例えばモルビリウイルス(好適にはCDVまたはMV)のような病原体由来の抗原性タンパク質をコードする異種DNA配列を含むことができ、前記組成物を宿主に投与すると、前記病原体によってコードされたタンパク質に特異的な免疫応答を誘発できる。
さらに別の面では、本発明は、弱毒化された毒性と高められた安全性を有する改変組換えウイルスを生体外培養細胞中に導入することによって、前記細胞中に遺伝子産物を発現する方法に関する。前記改変された組換えウイルスは、そのウイルスゲノムの非必須領域内に、例えばモルビリウイルス、好適にはCDVまたはMVのような病原体由来の抗原性タンパク質をコードする非相同DNA配列を含むことができる。
さらに本発明は、別の面において、ウイルスが弱毒化された毒性を有するようにその内部でウイルスがコードしている非必須遺伝的機能類を不活性化させた改変組換えウイルスに関し、前記改変組換えウイルスがさらにウイルスゲノムの非必須領域中の異種起源由来のDNAを含むことを特徴とする。前記DNAは、モルビリウイルス、好適にはCDVまたはMVの抗原をコードし、より好適にはCDVのFおよび/またはHA抗原類および/またはCDVまたはMVのMおよび/またはN抗原類をコードする。特に、前記の遺伝的機能類は、毒性因子をコードするオープンリーディングフレームを欠失することによってまたは自然の宿主制限ウイルス類を利用することによって、不活化される。本発明によって使用されるウイルスは、ポックスウイルス、特にワクシニアウイルスまたは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のようなアビポックスウイルスであるのが好都合である。前記オープンリーディングフレームは、J2R、B13R+B14R、A26L、A56R、C7L−K1L、および14L(Goebelら、1990a、bに報告された用語定義による)およびそれらの組み合わせからなる群から選択されるのが好都合である。前記オープンリーディングフレームは、この観点から、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、宿主範囲遺伝子領域、またはリボヌクレオチド還元酵素のラージサブユニット、またはそれらの組み合わせからなる。前記ワクシニアウイルスの改変されたコペンハーゲン株は、NYVACとして同定される(Tartagliaら、1992)。
この抗原性、免疫すなわちワクチン組成物は、好適には、モルビリウイルス中性化抗体類、血球凝集素阻害抗体類および特にイヌにおいて、モルビリウイルス、特にCDVに対する防御性免疫を惹起する。組換体類の発現産物およびそれによって惹起された抗体類は、試料中のCDVまたはMV存在または不在を調べるための結合アッセイに使用でき、前記組換体類由来のDNAは、DNAプローブ類およびプライマー類の調製に使用できる。
本発明のその他の目的類および態様類は、下記の詳細な説明に開示されるかまたはそれから自明であろう。
【図面の簡単な説明】
例示のために示したが本発明を記載した特定の態様にのみ限定することを意図しているわけではない下記の詳細な説明は、付属の図面を参照すれば、さらに良く理解されるであろう。図面において、
第1図は、チミジンキナーゼ遺伝子欠失のためのプラスミドpSD460の構築および組換えワクシニアウイルスvP410産生方法を概略で示している。
第2図は、出血性領域欠失のためのプラスミドpSD486の構築および組換えワクシニアウイルスvP553産生方法を概略で示している。
第3図は、ATI領域欠失のためのプラスミドpMP494△の構築および組換えワクシニアウイルスvP618産生方法を概略で示している。
第4図は、血球凝集素遺伝子欠失のためのプラスミドpSD467の構築および組換えワクシニアウイルスvP723産生方法を概略で示している。
第5図は、遺伝子クラスター[C7L−K1L]欠失のためのプラスミドpMPCK1Δの構築および組換えワクシニアウイルスvP804産生方法を概略で示している。
第6図は、リボヌクレオチド還元酵素ラージサブユニット欠失のためのプラスミドpSD548の構築および組換えワクシニアウイルスvP866(NYVAC)産生方法を概略で示している。
第7図は、TK欠失座への狂犬病糖タンパク質G遺伝子挿入のためのプラスミドpRW842の構築および組換えワクチニアウイルスvP879産生方法を概略で示している。
第8図は、前記C5 ORF含有カナリアポックスPvuII断片のDNA配列(配列番号39)を示している。
第9Aおよび9B図は、組換えカナリアポックスウイルスvCP65(ALVAC−RG)構築方法を概略示している。
第10図はNYVAC産生のために欠失させたORFsを概略示している。
第11図は、F8 ORF含有TROVAC DNA断片のヌクレオチド配列(配列番号48)を示している。
第12図は、F7 ORF含有TROVAC DNAの2356塩基対断片のDNA配列(配列番号51)を示している。
第13A図から13D図までは、狂犬病中性化抗体力価(RFFIT、IU/ml)、同一または別のワクチンのいずれかで先に免疫した志願者におけるHDCおよびvCP65(105.5TCID50)のブースター効果のグラフを示している(ワクチンは、第0日、28日および180日に投与し、抗体力価は、第0日、7日、28日、35日、56日、173日、187日および208日に測定した)。
第14A−D図は、H6でプロモートされたCDV HAおよびCDV HA翻訳のヌクレオチド配列を示している(配列番号83)。
第15A−D図は、H6でプロモートされたCDV FおよびCDV F翻訳のヌクレオチド配列を示している(配列番号86)。
第16A−G図は、H6でプロモートされたイヌジステンパー(CDV)ウイルスF、H6でプロモートされたCDV HA、I4L隣接NYVAC配列類、およびCDVオープンリーディングフレームの翻訳物のプラスミドpMM126由来ヌクレオチド配列を示している(配列番号91、92)。
第17A−G図は、H6でプロモートされたイヌジステンパー(CDV)ウイルスF、H6でプロモートされた促進CDV HA、C6隣接ALVAC配列類、およびCDVオープンリーディングフレームの翻訳物の推定ヌクレオチド配列を示している(配列番号93、94)。
第18図は、CDV N遺伝子のヌクレオチド配列を示している(配列番号125)。
第19図は、CDV M遺伝子のヌクレオチド配列を示している(配列番号130)。
第20図は、MV N遺伝子のヌクレオチド配列を示している(配列番号134)。および、
第21図は、MV M遺伝子のヌクレオチド配列を示している(配列番号139)。
発明の詳細な説明
新規ワクシニアワクチン株NYVAC(VP866)を開発するため、ワクシニアウイルスのコペンハーゲンワクチン株を、公知であるかまたは潜在的な毒性因子類をコードするゲノムの6個の非必須領域の欠失によって改変した。下記に、連続的な配列欠失を詳細に示す。ワクシニア制限断片類、オープンリーディングフレーム類およびヌクレオチド位置の全ての名称は、Goebelら、1990a、bに報告された用語定義に基づいている。
また、欠失座は、外来性遺伝子の挿入用レシピエント座として遺伝子工学で製造した。
NYVACに欠失している領域を下記に列挙した。また、欠失領域の略称およびオープンリーディングフレーム名称(Goebelら、1990a、b)および特定された欠失による全ての欠失体を含むワクシニア組換体(vP)の名称を列挙した。
(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)宿主範囲遺伝子領域(C7L−K1L)vP804;および
(6)ラージサブユニット、リボヌクレオチド還元酵素(I4L)vP866(NYVAC)
NYVACは、毒性および宿主範囲に関連する遺伝子産物をコードする18個のオープンリーディングフレーム類を特異的に欠失することによって産生された遺伝子工学産物のワクシニアウイルス株である。NYVACは、i)マウス新生児に頭蓋内接種した後の毒性低下、ii)遺伝的(nu+/nu+)または化学的(シクロホスファミド)免疫不全マウスにおける接種可能性(inocuity)、iii)免疫不全マウスに汎発性感染を起こさないこと、iv)ウサギ皮膚における顕著な硬化および潰瘍の欠如、v)接種部位からの迅速な消失、および、vi)ヒト由来のものも含めていくつかの組織培養細胞株における極めて低下した複製能力、を含むいくつかの基準によって、顕著に弱毒化される。にもかかわらず、NYVACをベースとするベクター類は、外来性免疫原に対して良好な応答を誘発し、防御免疫を付与した。
TROVACとは、ニワトリポックスウイルスのFP−1ワクチン株から誘導したプラーククローン化単離体である弱毒化ニワトリポックスを称し、1日齢のニワトリのワクチン用に許可されている。ALVACは、許可カナリアポックスワクチンであるKanapox(Tartagliaら、1992)のプラーククローン化誘導体である弱毒化カナリアポックスウイルスをベースにしたベクターである。ALVACは、Kanapoxのいくつかの一般的特性と同様のいくつかの一般的特性を有している。また、ALVACをベースとし外来性免疫原を発現する組換えウイルス類は、また、ワクチンベクター類として有効であることが明らかとなっている(Tartagliaら、1993a、b)。このアビポックスウイルスは、繁殖性複製が鳥類に限定されている。ヒト細胞培養では、カナリアポックスウイルス複製は、ウイルスDNA合成前にウイルス複製サイクルにおいて初期に中断される。にもかかわらず、外来性免疫原を発現させるために遺伝子工学に操作すると、ほ乳類細胞においてインビトロで実際の発現とプロセッシングが観察され、多数のほ乳類種への接種がこの外来性免疫原に対して抗体および細胞性免疫応答を誘発し、同系の病原体による投与に対して防御を付与する(Taylorら、1992;Taylorら、1991c)。欧州および米国における最近のカナリアポックス/狂犬病糖タンパク質組換体(ALVAC−RG)のフェーズI臨床試験は、この実験的ワクチンのトレランスが良好で、防御レベルの狂犬病ウイルス中性化抗体力価を誘発した(Cadozら、1992;Friesら、1992)。さらに、ALVAC−RGワクチン接種者に由来する末梢血単核細胞(PBMCs)は、精製狂犬病ウイルスで刺激した時有意レベルのリンパ球増殖を示した(Friesら、1992)。
したがって、NYVAC、ALVACおよびTROVACは、モルビリウイルス抗原類、特にCDV抗原類をコードするため、好適にはCDV Fおよび/またはHAおよび/またはCDVまたはMV Mおよび/またはNをコードするための好適な挿入用ベクター類である。本発明による組換えポックスウイルスは、前記ワクチン、抗原性または免疫組成物類において、好適には、適切な担体、滅菌水のような希釈剤または賦形剤、生理食塩水、グルコース等との混合物である。
さらに一般的には、本発明の抗原性、免疫またはワクチン組成物類(本発明のポックスウイルス組換体類を含む組成物類)は、薬学または獣医学に熟練した者に周知の標準的技術によって調製できる。上記組成物類は、投与を必要とする動物またはヒト患者に対して、特定のヒトまたは動物患者の年齢、性、体重および状態のような要因および投薬経路を考慮しながら医学または獣医学技術に熟練した者に周知の技術によって、投薬で投与できる。
本発明の組成物類の例として、例えば口腔、鼻腔、肛門、膣等のような開口部投与用の懸濁剤、シロップ剤または内用液のような液体調製物、および非経口、皮下、皮内、筋肉内、または静脈内投与(例 注入可能な投与)のための無菌懸濁物またはエマルジョン等の調製物が挙げられる。このような組成物中において、前記組換えポックスウイルスは、滅菌水、生理食塩水、グルコース等の適切な担体、希釈剤または賦形剤、との混合物であることもできる。
免疫、抗原性またはワクチン組成物類のような本発明の組換えウイルス組成物類の投与手順は、非経口経路(皮内、筋肉内または皮下)であってもよい。このような投与は、全身免疫応答を可能とする。他の投与経路は、経口、鼻腔、肛門、膣等である。例えば組換えポックスウイルス感染食物のような可食物、または坐剤のような固化組成物類も同様、本発明の組成物類であり、獣医学および薬学技術で公知の技術によって調製される。
さらに、本発明の組換えポックスウイルス類の発現産物を直接用いて、ヒトまたは動物において免疫応答を刺激できる。したがって、発現産物は、上記組成物中における本発明の組換えポックスウイルスの代わりにまたはそれに追加して、本発明の組成物中において使用できる。
さらに、本発明の組換えポックスウイルスおよびそれによる発現産物は、ヒトおよび動物において免疫すなわち抗原反応を刺激する。こうした抗体からまたは当該技術で周知の技術によって、モノクローナル抗体を調製でき、さらに、このモノクローナル抗体を周知の抗体結合アッセイ、診断キットまたは検査に用いて、特定モルビリウイルス抗原(類)の存在または不在およびそれゆえに前記ウイルスの存在または不在を調べ、または、前記ウイルスまたは抗原(類)に対する免疫応答が単に刺激されただけなのかを調べることができる。このモノクローナル抗体類を同様に免疫吸着クロマトグラフィに使用し、免疫不全ウイルスまたは本発明の組換えポックスウイルス発現産物を回収できる。
モノクローナル抗体類は、ハイブリドーマ細胞によって産生されるイムノグロブリンである。1個のモノクローナル抗体は単一の抗原決定基と反応し、従来の血清由来抗体よりも高い特異性を示す。さらに、多数のモノクローナル抗体類をスクリーニングすることで、所望の特異性、結合力およびイソタイプを有する個々の抗体を選択できる。ハイブリドーマ細胞系統は、化学的に同一の抗体類の安価な安定した供給源であり、上記抗体類の調製は、容易に標準化できる。モノクローナル抗体類調製方法は、当該技術に熟練した者に周知である。例えば、Koprowski、H.ら、米国特許第4、196、265号、1989年4月1日発行を本文で参考として引用した。
モノクローナル抗体類の用途類は公知である。このようなひとつの用途は、診断方法にあり、例えば、David、G.およびGreene、H.,米国特許第4、376、110号、1983年3月8日発行を本文で参考として引用した。モノクローナル抗体類はまた免疫吸着クロマトグラフィで物の回収に使用されてきた。例えば、Milstein、C.,1980、Scientific American、243:66、70を本文で参考として引用した。
さらに、本発明の組換体類に由来するDNAをプローブとして用いて、当該技術で公知の方法によって、試料中モルビリウイルスDNAの存在を検出でき、または、PCRプライマーを生成できる。
本発明の組換えポックスウイルスは、いくつかの用途を有している;血清陰性動物またはヒトへの投与のための抗原性、免疫すなわちワクチン組成物類として;インビトロにおいて、抗原性、免疫性またはワクチン組成物中においてまたは治療用組成物類中において使用可能な抗原類を産生すること;下記に使用できる抗体類を(直接投与によってまたは本発明の組換えポックスウイルスの発現産物の投与によって)産生すること;例えば血清のような試料中におけるモルビリウイルスの存在または不在を確認する等のためかまたはウイルス、または特定抗原(類)に対する免疫応答が惹起されたかどうかを調べるための、血清のような試料中における抗原類の存在または不在を確認するため診断、検査またはキットにおいて使用すること;または免疫吸着クロマトグラフィ中において使用すること。さらに、ハイブリダイゼーションプローブとして使用するためのDNAの産生またはPCRプライマー調製のため。他の用途も同様に、本発明の態様のために存在している。
本発明およびその多くの利点についての理解は、例示のために示した下記の実施例から深まるであろう。
実施例
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 Biolabs,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チェーン終結法により(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の複製連鎖反応(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、制限エンドヌクレアーゼ消化とそれに続くBAL−31エキソヌクレアーゼによる限定分解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)。組換えによる組換体ウイルスの開発、ニトロセルロースフィルターのインサイチュ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)。組換えによる組換体ウイルスの開発、ニトロセルロースフィルターのインサイチュ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かさぶたとして得られた。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期CEF細胞中で増幅され、TROVACと命名され、ストックウイルスとされた。
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 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1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サイト内部に含まれ、終止コドンはSspIサイト内部に含まれている。転写方向は図1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1/配列番号2)
Figure 0004108742
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3/配列番号4)
Figure 0004108742
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3)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5)(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2 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2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、、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。領域の転写方向は図2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サイト(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の終止コドンで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6/配列番号7)
Figure 0004108742
と連結させ、pSD479とした。pSD479は、BamHIサイト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−B14(u)欠失座中に、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、欠失結合部分の開始コドンは有さないpSD486を用いた。第1に、前述のpSD477由来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8/配列番号9)
Figure 0004108742
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サイトを、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10/配列番号11)
Figure 0004108742
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3 ATI領域(A26L)欠失のためのプラスミドpMP494Δの構築
今、図3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12/配列番号13)
Figure 0004108742
と連結し、A26L上流領域を再構築し、BglII、EcoRIおよびHpaI制限酵素サイト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サイトは固有ではないので、所望でないBglIIおよびEcoRIサイトを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サイトは固有である。
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サイトに挿入し、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14)
Figure 0004108742
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4 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4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15)MPSYN62(配列番号16)、MPSYN60(配列番号17)およびMPSYN61(配列番号18)
Figure 0004108742
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中の欠失サイトは図4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サイトに挿入し、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サイトが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5 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5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サイト(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サイトを除去するために、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サイト(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19)
Figure 0004108742
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サイトを含んでいる。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サイトに挿入した。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ポリメラー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ポリメラー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サイト(位置19706)とHindIII K中のBglIIサイト(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サイトは図5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サイト(位置18811;19655)で切断し、BaI−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20)
Figure 0004108742
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[C7−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6 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6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6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のベクダー断片は、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6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21/配列番号22)
Figure 0004108742
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23/配列番号24)
Figure 0004108742
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6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複製連鎖反応(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7 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1)と同一である。
今、図7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25/配列番号26)
Figure 0004108742
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を減少もさせる。
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8 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期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期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サイトに挿入し、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27)およびCE76(配列番号28)を挿入して生成し、pCE47を生成した。
Figure 0004108742
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サイトに挿入し、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29)およびCE43(配列番号30)を続いて挿入しpCE29とした。
Figure 0004108742
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サイト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配列とを整列させるために、pCE47のHindIII−PstI断片をpCE32のHindIII−PstIサイトへ挿入し、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サイト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31)およびCE167(配列番号32)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。
Figure 0004108742
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33)およびCE183(配列番号34)をプライマーとした複製連鎖反応(PCR)により得た。
Figure 0004108742
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サイト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サイトに挿入し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35)およびCE163(配列番号36)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。
Figure 0004108742
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サイトおよびSspIサイト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37)およびJCA018(配列番号38)と連結した。
Figure 0004108742
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サイト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、部分的に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。
TROVAC−NDVの開発 プラスミドpJCA024を、TROVACを感染させた初期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。
イムノプレシピテーション イムノプレシピテーション反応を、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インサイチュ 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内外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への翻訳後の分解を必要とする。F0の分解は、与えられたNDV株の病原性の決定において重要であり(Homma and Ochiai,1973;Nagai et al.,1976;Nagai et al.,1980)、分解サイトのアミノ酸配列は、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配列中の分解サイトのアミノ酸は、配列Arg−Arg−Gln−Arg−Arg(配列番号39)(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糖タンパク質は分解されていない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、活性化には分解を要求する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。
イムノプレシピテーション実験を、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血清を用いたイムノプレシピテーション実験において、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−NH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。イムノプレシピテーション分析により、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成分へと分解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性化抗体の誘導に反応性である(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9 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サイトの間にクローン化し、pRW764.5とした。この断片の配列を図8(配列番号39)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40)
GCTTCCCGGGAATTCTAGCTAGCTAGTTT
により置換された。この置換用配列はHindIII、SmaI、およびEcoRI挿入サイトおよび、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、直線状産物を単離した。RsaI直線状断片を再び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:
(配列番号41および42)
Figure 0004108742
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43)−(配列番号47))の配列は:
Figure 0004108742
アニーリングされ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:
Figure 0004108742
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サイトに挿入した。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断片のためのベクターとして用い、pRW739を生成した。ptg155PROのHindIIIサイトは狂犬病G遺伝子の翻訳開始コドンから86bp下流にある。BgIII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BgIII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サイトの間に挿入した。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47):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サイト中に挿入され、プラスミドpRW838を生成した。
ALVAC−RGの開発 プラスミドpRW838を、ALVACを感染させた初期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9Aおよび9B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に感染させた初期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。
イムノプレシピテーション 予め形成された初期CEF単層、Vero(アフリカグリーンモンキー腎臓細胞の系統、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)。イムノプレシピテーションを、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期ニワトリ胚繊維芽(CEF)細胞;
(2)Vero細胞−アフリカグリーンモンキー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枚の初期CEF細胞のディッシュに接種した。試料tO、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、初期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1および2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3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。
マカク(Macaque)への接種 4匹のHIV血清陽性マカクを最初にALVAC−RGで表8に記述したように接種した。100日後、これらの動物をブースター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。動物は反応を観察し、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受け取った。
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を受け取った4匹の猿、最初にvCP37を受け取った2匹の猿、最初にALVACを受け取った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、アフリカグリーンモンキー腎臓細胞、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)初期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、さらに付加的は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。イムノプレシピテーションを、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5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イムノプレシピテーション実験を行った。狂犬病G遺伝子特異的モノクローナル抗体を用いたイムノプレシピテーションの結果は、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の糖タンパク質のイムノプレシピテーションを示した。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(シードウイルスを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、投与後14日に計算した。この実験の結果を表6に示す。この結果から、ALVAC−RGは一貫して、3.33から4.56、平均3.73(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を皮下で受け取り、5匹の動物は7.7log10TCID50を同じ経路で受け取った。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を受け取った動物に、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7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匹を殺した投与に対して保護された。ネコにおいては、6.7log10TCID50を受け取った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。全ての対照を殺した投与に対して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性化抗体を生産した。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8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性化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、初期中性化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血清陽性マカクの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、抗狂犬病血清中性化抗体の存在をRFFI試験によって評価した。その結果は、表9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ブースター接種の後で検出された。経口経路で組換体を受け取っ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10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。
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実施例10 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;vCP65)を用いたヒトの免疫化
ALVAC−RG(vCP65)は実施例9および図9Aおよび9B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期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、アカゲザルマカク、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投与量受け取った。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受け取った。
6ヶ月後、最も多い投与量のALVAC−RG(vCP65)(グループC)およびHDCワクチンの受取人に、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受け取るかまたは別のワクチンを受け取るようにされた。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日後の血液見本を得た。分析は、完全血液細胞計数、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。
狂犬病に対する中性化抗体のレベルは、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)の投与量で受け取り、9人の対象は105.5TCID50の投与量で受け取り、10人はHDCワクチンを受け取った。
安全性(表11) 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受取人(37.8℃)および1人のvCP65 105.5TCID50の受取人(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受取人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受取人10人中9人で見られ、vCP65の103.5、104.5、105.5TCID50での受取人ではそれぞれ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;狂犬病に対する中性化抗体(表12) 最初の注入から28日後に全てのHDC受取人は防御的力価(0.5IU/ml以上)を有していた。これとは対照的に、ALVAC−RG(vCP65)の受取人は、グループAおよびB(103.5、104.5TCID50)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)の受取人のうち、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受取人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受取人10人中5人、ALVAC−RG(vCP65)受取人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13) 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。
ブースター注入 ワクチンは同様に6ヶ月後のブースター接種時にも十分耐性があった:HDCブースター受取人9人中2人で、ALVAC−RG(vCP65)ブースター受取人10人中1人で熱がみられた。局所的反応はHDCブースター受取人9人中6人で、ALVAC−RG(vCP65)ブースター受取人9人中5人でみられた。
観察 図13A−13Dは、狂犬病中性化抗体力価(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)のブースター効果。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13A−13Dに示されるとおり、与えられたブースター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)ブースターは全体的に、HDCブースター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)ブースター注入は、HDCワクチンを以前に受け取った対象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。
狂犬病中性化抗体は、マウス中の血清中性化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の受取人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、試験された多量の受取人の全て、および、中程度の量の受取人においてすら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受取人における抗体の遅い出現が説明できる:事実、HDC受取人は7日には1人も抗体増加を有していなかったが、HDCワクチンが筋内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。
狂犬病中性化抗体の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ブースター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換体に関する、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。
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実施例11 ALVACおよびNYVAC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、初期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アフリカグリーンモンキー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15)。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15)。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。
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実施例12 NYVAC(vP866)およびNYVAC−RG(vP879)の評価
イムノプレシピテーション 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35S−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。イムノプレシピテーションを、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。イムノプレシピテーション沈殿物は、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、イムノプレシピテーション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11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10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10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1から6)。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で接種し、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。初期ニワトリ胚繊維芽(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16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−バーウイ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16)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16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をの欠失は、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組換体ウイルス(vP879、実施例7)35Sメチオニン存在下でで接種した。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イムノプレシピテーションを行った。67kDaのタンパク質のイムノプレシピテーションが検出され、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)接種に続い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17)。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18)。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19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(103、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れた。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れた。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19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察された。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20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値に近かったことを示している。
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11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14−20)。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11、表14、15、19)。これらの死が、多量のタンパク質の接種の非特異的は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17および18)。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17および18)。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11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16)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潜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20)。NYVACベースの組換体は麻疹ウイルス中性化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11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。
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実施例13 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期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、初期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、初期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11に示す(配列番号48)。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37)およびJCA018(配列番号38)と連結した。
Figure 0004108742
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49)およびRW179(配列番号50)をEcoRVおよびBamHIで消化し、JCA004のEcoRVおよびBamHIサイトの間に入れ、pRW846を生成した。
Figure 0004108742
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サイトに、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サイトが続いている。
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サイト中に有している。挿入サイトはこれらの配列内部の固有のHincIIである。図12に示されているヌクレオチド配列(配列番号51)は、固有のHincIIサイトを含む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サイト(図12、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12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52)およびF73PB(配列番号53)により増幅された。
Figure 0004108742
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54)およびF73PH1(配列番号55)により増幅された。
Figure 0004108742
断片EHをEcoRVで消化し、126bpの断片を生成した。EcoRVサイトは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12bbp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56)およびF7MCSA(配列番号57)と連結させた。
Figure 0004108742
これは、HindIII、PstIおよびSmaI制限サイト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サイトに挿入した。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、直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58)およびRW153(配列番号59)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サイトからの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。
Figure 0004108742
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断片を、pRW846(以前に記述)のEcoRVおよびHincIIサイトに挿入し、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60)からRW13(配列番号63)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サイトを通して連続しており、H5停止コドンを含む3’H5DraIサイトで再び開始する。
Figure 0004108742
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。
Figure 0004108742
pRW742のEcoRVとPstIサイト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サイト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サイトを通ったH5配列およびH5停止コドン(DraIサイトを含む)からの3’配列を含む。DraIサイトの利用により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で部分分解し、直線状断片を単離し、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サイトに挿入した。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サイトに挿入し、pRW827とした。合成オリゴヌクレオチドRW165(配列番号64)およびRW166(配列番号65)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サイトに挿入し、pRW845とした。
Figure 0004108742
オリゴヌクレオチドRW165(配列番号62)およびRW166(配列番号63)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消化の直線状産物を単離し、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66)およびRW228(配列番号67)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。
Figure 0004108742
pRW854のH7の停止コドンにはHpaIサイトが続いている。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サイトを平滑化させた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サイト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上流のサイト)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断片に連結された。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れた。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サイトとNaeIサイトとの間に挿入した。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を感染させた初期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分解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。
イムノプレシピテーション 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分解が必要であるため、血球凝集素分子の分解サイトおよびそのの周辺の配列は、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分解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分解されない。
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、イムノプレシピテーション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血球凝集素のイムノプレシピテーション分析により、糖タンパク質は、それぞれ約44および23kDaの分子量の分解産物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血球凝集素のイムノプレシピテーション分析により、分解産物HA2特異的沈殿を示した。HA1分解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血球凝集素のイムノプレシピテーション分析においては、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インサイチュ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14 イヌ・ジステンパー・ウイルス(Onderstepoort株)・赤血球凝集素・オープンリーディング・フレーム(開いた読み取り枠・ORF)を含むNYVAC組換体の作製
イヌ・ジステンパーウイルス(CDV)・Onderstepoort株は、M.Appel博士(コーネル大学、Ithaca、ニューヨーク)から入手した。RNAは、CDV感染したベロ(Vero)細胞から収集し、cDNA(相補的DNA)は下記の方法で調製した。
CDV感染ベロ細胞からのRNAの分離は、Chirgwinら(1979)のグアニジウム・イソチオシアネート・塩化セシウム法で行った。第1ストランドcDNAをAMV逆転写酵素(Life Sciences社、St.Petersburg、フロリダ)、オリゴヌクレオチド・プライマー・CDVFSP(配列番号68)
Figure 0004108742
およびCDV感染細胞からのRNAで合成を行った。CDVFSP(配列番号68)は、CDV融合(F)開始コドンの上流の80塩基対から合成が始まり、正のセンス一本鎖cDNAが産生されるが、このcDNAには、F遺伝子および血球凝集素(HA)のコード配列が含まれる(Barrettら、1987; Curranら、1991)。
HA特異的オープンリーディングフレーム(開いた読み取り枠・ORF)(Curranら、1991に記載)を、複製連鎖反応(PCR)により、第1ストランドcDNA産物から増幅させた(Engelkeら、1988)。この複製連鎖反応には、オリゴヌクレオチドプライマーであるCDVHA1(配列番号69)
Figure 0004108742
とCDVHA2(配列番号70)
Figure 0004108742
を使用し、CDVFSP由来の第1ストランドcDNAを鋳型として使用した。CDVHA1にはワクシニアウイルスH6プロモーター(Perkusら、1989)の最3’部位があり、その後に、翻訳開始コドンからCDV/HA・ORF(Curranら、1991)方向に合成が進む塩基配列が続く。CDVHA2(配列番号70)は、HA・ORFの停止コドンからその合成が開始されCDV・HA・5’末端に進む(Curranら、1991)。合成された1.8kbpのPCR産物を大腸菌DNAポリメラーゼ由来クレノー断片を用いて、20μM・dNTPの存在下で処理して末端平滑化を行った。この1.8Kbpの平滑末端化断片をpSD554のH6プロモーターの中のNruI部位とH6プロモーターのSmaI・3’部位の間に挿入した(以下を参照)。その結果として得られたプラスミドpCDVHAには、H6でプロモートされたCDV・HA・ORFを含む筈であったが、CDV・HA・5’末端で予期せぬ欠失があった。この欠失部位の修復については下記で説明する。
プラスミドpSD554には、ワクシニア隣接アーム内に、ワクシニア・K1L・宿主範囲遺伝子(Gillardら、1986)とワクシニア・H6プロモーターがあり、その後に挿入部位が続いている。フランキング・ワクシニア・アームは、ATI部位に取って代わるものであり、オープンリーディングフレームであるA25LとA26Lとなるものである(Geobelら、1990a,b)。プラスミドのpSD554は下記の方法で調製した。
左右のワクシニア・フランキング・アームは、ワクシニア・SalI・B(Goebelら、1990a,b)を含む鋳型pSD414を使用して構築した。左アームは、オリゴヌクレチド・プライマー・MPSYN267(配列番号71)
Figure 0004108742
および、MPSYN268(配列番号72)
Figure 0004108742
を使用し、鋳型をpSD414として複製連鎖反応で合成した。右アームは、オリゴヌクレチド・プライマー・MPSYN269(配列番号73)
Figure 0004108742
および、MPSYN270(配列番号74)
Figure 0004108742
を使用し、鋳型をpSD414として複製連鎖反応で合成した。左右のアームを含む2個のPCRから産生された断片を、さらに複製連鎖反応により結合させた。この複製連鎖反応からの産生物を、EcoRIとHindIIIで切断して、0.9kbの断片として分離した。ここで分離された0.9kbpの断片をpUC8・EcoRIとHindIII部位の間に挿入した。この結果得られたプラスミドpSD541は、K1L遺伝子を取り入れる。その追加の挿入部位は下記の方法で作製した。
プラスミドpSD541をBq1IIとXhoIで切断して、アニールした相補オリゴヌクレオチド・MPSYN333(配列番号75)
Figure 0004108742
およびMPSYN334(配列番号76)
Figure 0004108742
で結合させて、プラスミドpSD552を作製した。pSD452(Perkusら、1990)にはK1L遺伝子が含まれる。このpSD452をHpaIで切断して、さらに、BqlIIで部分的に切断し、K1L遺伝子を含む1kbpの断片をpSD552のBq1II部位とHpaI部位に挿入した。この結果得られたプラスミドpSD553をNruIで切断して、ワクシニアH6プロモーター(Perkusら、1989)を含むSmaI/NruI断片を挿入した。この結果得られたプラスミドpMP553H6は、そのA26L挿入遺伝子座の中のK1L遺伝子の下流にワクシニア・H6プロモーターを有する。
プラスミドpMP553H6をNruIとBamHIで切断して、アニールした合成オリゴヌクレオチド・MPSYN347(配列番号77)
Figure 0004108742
およびMPSYN348(配列番号78)
Figure 0004108742
で結合させた。この結果得られたプラスミドpSD554はK1L遺伝子とH6プロモーターを有しており、この後に挿入部位があり、これはワクシニア隣接塩基配列内にあり、ATI部位に取って代わるものである。
ワクシニアウイルスH6プロモーターとCDV・HA・ORFの5’末端をPCRによる産生断片としてpCDVHAに付加した。調節部位H6のATGは、PCRによる産生断片のCDV・HA・翻訳開始コドンに重なる。ワクシニアウイルス・H6プロモーターについては、1989年にPerkusらが報告している。
pEIV5Lには修飾したH6プロモーターと非関連遺伝子が含まれる。pEIV5Lは、156bpの断片作製のために、オリゴヌクレオチドプライマーH65PH(配列番号79)
Figure 0004108742
およびCDVHAH6(配列番号80)
Figure 0004108742
と共に複製連鎖反応に使用した。CDVHAH6にはCDV・HAの5’・18塩基対が含まれており、その後に、翻訳開始コドンからH6プロモーター5’末端に向かって合成が進む塩基配列が続く。H65PH(配列番号12)には、HindIII部位が含まれており、その後に、H6プロモーター5’末端から3’末端に合成が進む塩基配列が続く。PCRにより産生された156塩基対のH65PH/CDVHA6(配列番号79/配列番号80)には、H6プロモーターとCDV・HA・コード塩基配列の5’・18塩基対が含まれている。
CDVFSP(配列番号68)第1ストランドcDNAは、459塩基対断片作製のために、オリゴヌクレオチドプライマーCDVHAATG(配列番号81)
Figure 0004108742
およびCDVHAECO(配列番号82)
Figure 0004108742
と共に複製連鎖反応に使用された。CDVHAATG(配列番号81)は、翻訳開始コドンからCDV・HA・3’末端に向かって合成を開始する。CDVHAECO(配列番号82)は、後に続くH6でプロモートされたCDV・HA・塩基配列の583部位からCDV・HA・5’末端に向かって合成を開始する。PCRにより産生された156塩基対と459塩基対断片は、H65PH(配列番号79)とCDVHAECO(配列番号82)を使用して、PCRにより融合させ、597塩基対断片を産生する。PCRによる産生物を、HindIIIとEcoRIで切断して、H6プロモーターとCDV・HA・コード配列の最5’末端・387塩基対を含む520塩基対断片を作製した。HindIIIとEcoRIで切断した520塩基対のPCR断片を、pBS−SK(Stratagene社、La Jolla、カリフォルニア)のHindIIIとEcoRI部位の間に挿入して、pBSCDVHA5Sを作製した。プラスミドpBSCDV・HA55は、pBS−SKのCDV・HA・ORFのH6でプロモートされたの5’末端を有し,CDV・HA・ORFの3’末端を下記の方法で付加した。
プラスミドpCDV・HAをSmaIで切断し、その後、EcoRIで部分切断することで、CDV・HA・ORFの3’末端を含む1.4bpの断片を作製した。1.4kbpのpcDVHA・EcoRI/SmaI断片をpBSCDVHA5SのEcoRI/SmaI部位に挿入した。ここで得られたプラスミドpBSCDVHAをBamHIで切断し、その後、XhoIで部分的に切断して、H6でプロモートされた・CDVHA・オープンリーディングフレーム(開いた読み取り枠・ORF)を含む1.9kbpの断片を作製した。1.9kbpのBamHI/XholI・pBSCDVHAをpSD553のBamHIとXholI部位に挿入した(上記参照)。この結果得られた挿入プラスミドpBSCDVHAは、そのATI挿入部位にH6でプロモートされたCDV・HA遺伝子を含む。図14A−Dは、H6でプロモートされたCDV・HAおよびCDV・HA翻訳部(配列番号83)のヌクレトチド塩基配列を示している。NYVAC((vP866;Tartagliaら、1992)のin vivo・組換え実験(Picciniら、1987)にpBSCDVHAを使用して、vP1028を作製した。
実施例15 イヌジステンパーウイルス融合ORFを含むNYVAC組換体の作製
オリゴヌクレオチドプライマーCDV・FSP(配列番号68)由来で、CDV・F遺伝子およびHA遺伝子コード配列を含む第1ストランドcDNAについては前述された。CDV融合(F)特異的オープン・リーディング・フレーム(ORF)(Barrettら、1987)を第一ストランドcDNAから、複製連鎖反応(PCR)を利用して増幅させた。オリゴヌクレオチド・プライマ・CDVATGF1(配列番号84)
Figure 0004108742
および、CDVFT(配列番号85)
Figure 0004108742
をCDVFSP(配列番号67)由来の第1ストランドcDNAを鋳型として複製連鎖反応を起こさせた。CDVATGF1(配列番号84)には、ワクシニアウイルスH・6プロモーター(Perkusら、1989)の最3’部位があり、この後に、CDVF翻訳開始コドンからCDV・F・ORF(Barrettら、1987)に向かって合成を開始する塩基配列が存在する。CDVFT(配列番号85)には、BamHI部位があり、その後に、CDVF中止コドンからCDVF5’末端(Barrelら、1987)に向かって合成を開始する塩基配列が存在する。この結果得られたPCR産生物をNruIとBamHIで切断して、2kbpの断片を作製して、これをpSD554・NruIとBamHIとの間に挿入した。その結果得られた挿入プラスミドpATICDVF1には、ワクシニアウイルスATI挿入遺伝子座にH6でプロモートされたCDV・F・ORFを含む(配列番号86)。図15A−Dは、H6でプロモートされたCDF・FおよびCDF・F翻訳部位でのヌクレオチド塩基配列を示したものである。NYVAC((vP866;Tartagliaら、1992)のin vivo・組み換え実験(Picciniら、1987)にpATICDVF1を使用して、vP1029を作製した。
実施例16 イヌジステンパーウイルス赤血球凝集素ORFを含むALVAC組換体の作製
オリゴヌクレオチド・RW132(配列番号87)
Figure 0004108742
およびRW133(配列番号88)
Figure 0004108742
をアニールして二本鎖のリンカー塩基配列を形成させた。RW132/RW133(配列番号87/配列番号88)二本鎖塩基配列をpBSCDHAのH6でプロモートされたCDV・HA・ORFの5’HindIII部位に挿入した。この結果得られたプラスミドpBSCDVHAVQをSmaIで切断して、H6でプロモートされたCDVHAORF(配列番号83)を含む2kbpの断片を作製して、これをHC5LSP28のSmaI部位に挿入した。その結果得られたプラスミドpC5CDVHAには、C5遺伝子座にH6でプロモートされたCDV・HA・ORF(配列番号83)を含む。ALVAC(CPpp; Tartagliaら、1992)のin vivo・組み換え実験(Picciniら、1987)にpC5CDVHAを使用して、vcP184を作製した。
実施例17 イヌジステンパーウイルス融合ORFを含むALVAC組換体の作製
プラスミドpATICDVF1にはH6でプロモートされたCDV融合(F)ORFが含まれる。2kbpのpATICDVF1・NruI/XhoI・断片は、ワクシニアウイルス・H6プロモーター(Perkusら、1989)の3’末端・28塩基対を有し、その後にCDV・Fオープンリーディングフレーム(ORF)(配列番号86)が存在するが、この断片をVQH6C3LSA・2のNruIとXhoIの間に挿入した。その結果得られたプラスミドpMM115には、C3遺伝子座にCDV・ORF(SEQID NO:86)を含む。ALVAC(CPpp; Tartagliaら、1992)のin vivo・組み換え実験(Picciniら、1987)にpMM115を使用して、vCP194を作製した。
実施例18 イヌ・ジステンパーウイルス・融合ORFおよび赤血球凝集素ORFを含むALVAC組換体の作製
プラスミドpC5CDVHAとpMM115については、上記で説明した。H6でプロモートされたCDV・HA・ORF(配列番号83)を有する2kbpのpC5CDVHA・SmaI・断片をI4LベクターpSD550のSmaI部位に挿入した。その結果得られたプラスミドpMM124をH6でプロモートされたCDVFORF(配列番号86)のベクターとして使用した。
相補的オリゴヌクレオチド539A(配列番号89)
Figure 0004108742
および539B(配列番号90)
Figure 0004108742
をI4L挿入ベクターpSD548(Tartagliaら、1992)のBqlIIとSmalI部位との間に挿入することによってプラスミドpSD550を構築した。その結果得られたプラスミドpSD550は、pSD548のBqlII部位とSmaI部位の間に付加I4L挿入部位を有する。
H6でプロモートされたCDV・F・ORF(配列番号86)を有する2.2kbpのpMM115・BamHI・断片をpMM124のBamHI部位に挿入した。その結果得られたプラスミドpMM126は、H6でプロモートされたCDV・F・ORFおよびH6でプロモートされたCDVHAORF(配列番号91)を有し、I4L遺伝子座の中で、互いに向きが離れる方向に転写がなされる。
図16A−Gは、H6でプロモートされた・イヌジステンパ・ウイルス(CDV)FのプラスミドpMM126から誘導された4343bp塩基配列、H6でプロモートされたCDV・HA、I4L隣接NYVAC塩基配列、および、CDV・ORF(配列番号91,92)の翻訳部位を示している。H6でプロモートされたCDV・Fの5’末端は2199の位置にある。CDVFコード塩基配列は、2075位置から位置90に存在する。H6でプロモートされたCDV・HAの5’末端は、2355の位置にある。CDVHAコード塩基配列は、位置2479から4290の位置にある。NYVAC(vP866; Tartagliaら、1992)のin vivo組み換え実験(Picciniら、1987)にpMM126を使用して、vP1202を作製した。
実施例19 イヌ・ジステンパーウイルス・融合ORFおよび赤血球凝集素ORFを含むALVAC組換体の作製
H6でプロモートされたCDV・HA・ORF(配列番号83)を有する2kbpのpBSCDVHAVQ・SmaI・断片をHC5LSP28のSmaI部位に挿入した。その結果得られたプラスミドpC5LCDVHAをH6でプロモートされたCDV・F・ORF(配列番号86)のベクターとして使用した。pC5LCDVHA・ベクターは、SmaIにより部分的に切断し、その後、BamHIにて切断して、H6でプロモートされたCDV・F・ORF(配列番号83)、ALVAC隣接アーム、pUC8を含む6.5kbpの断片を単離して調製した。H6でプロモートされたCDV・F・ORF(配列番号86)を含む2.1kbpのpATICDVF1・HpaI/BamHI・断片を上記のpC5LCDVHA・SmaIとBamHIの部位に挿入した。その結果得られたプラスミドpC5LCDVHAF1は、H6でプロモートされたCDV・F・ORF(配列番号86)およびH6でプロモートされたCDV・HA・ORF(配列番号83)を有し、C5遺伝子座の中で、互いに向きが離れる方向に転写がなされる。
pC5LCDVHAF1をBamHIで切断して、20mM・dNTPの存在下、大腸菌DNAポリメラーゼから得たクレノー断片で処理し、BamHIの末端平滑化をした後、SmaIにより切断した。H6でプロモートされたCDV・F・ORFおよびH6でプロモートされたCDV・HA・ORF(配列番号93)を含む4.2kbpのブラントエンド(末端平滑化された)BamHiからSmaI断片をC6LのSmaI部位に挿入した。図17A−Gは、H6でプロモートされた・イヌ・ジステンパーウイルス(CDV)F、H6でプロモートされたCDV・C6隣接HA、ALVAC塩基配列、CDV・ORF(配列番号93,94)の翻訳部位のヌクレオチド塩基配列を予測したものである。pMM103をすべての結合塩基配列とフランキング塩基配列の確認のために使用した。H6でプロモートされたCDV・Fの5’末端は位置2307にある。CDV・F・コード塩基配列は、2183から198の位置にある。H6でプロモートされたCDV・HAの5’末端は位置2464にある。CDV・HA・コード塩基配列は位置2588から4399(配列番号93)にある。ALVAC(cppp;Tartagliaら、1992)のin vivo・組み換え実験(Picciniら、1987)に、得られたプラスミドpMM103を使用して、vP258を作製した。
実施例20 C3、C5、C6・ALVACベクターの作製
遺伝子座C3は、3.4kbpのカナリアポックスウイルス・PvuII・クローン・pRW64.2内でEcoRIを取り囲んだ状態で存在する。C3・ORFを下記の方法で除去するためにC3ベクターVQH6C3LSA.2を構築した。
C3・ORFを有する8.5kbpのカナリアポックスウイルス・BqlII・断片をpBS−SKのBamHI部位に挿入してpWW5を作製した。鋳型をpWW5として、オリゴヌクレオチド・プライマーRG277(配列番号95)
Figure 0004108742
とRG278(配列番号96)
Figure 0004108742
を使用して、複製連鎖反応を起させ280bp断片を作製した。鋳型をpWW5として、オリゴヌクレオチド・プライマーRG279(配列番号97)
Figure 0004108742
とRG280(配列番号98)
Figure 0004108742
を使用して、複製連鎖反応を起させ、250bpの断片を作製した。280bpの断片をAsp718とEcoRIで切断し、250bp断片をSacIとEcoRIで切断して、この2個の断片をpBS−SK(Stratagene社、La Jolla、カリフォルニア)のAsp718とSacI部位に一緒に挿入した。その結果得られたプラスミドがpC3Iである。鋳型をpWW5として、オリゴヌクレオチド・プライマーCP16(配列番号99)
Figure 0004108742
とCP17(配列番号100)
Figure 0004108742
を使用して、複製連鎖反応を起させた。その結果得られた604塩基対カナリアポックスウイルス断片をAsp718とXhoIで切断して、pIBI25のAsp718 XhoI部位に挿入し(International Biotechnologies社、New Haven CT)SPC3LAを作製した。908塩基対のpWW5・NsiI/SspI・カナリアポックスウイルス・断片をSPC3LAのEcoRVとNsiI部位に挿入した。その結果得られたプラスミドSPCPLAXは、1444塩基対のカナリアポックスウイルスのC3遺伝子座の上流域を含む。
pXX4は、pBS−SK(Stratagene社、La Jolla、カリフォルニア)のPstI部位に、6.5kbpのNsiIカナリアポックスウイルス・断片を含む。鋳型をpXX4として、オリゴヌクレオチド・プライマーCP19(配列番号101)
Figure 0004108742
とCP20(配列番号102)
Figure 0004108742
を使用して、複製連鎖反応を起させ279塩基対のカナリアポックス断片を作製した。279塩基対の、PCRにより産生させたカナリヤポックス断片をXhoIとSacIで切断して、pIBI25(Intenational Biotechnologies Inc., New Haven CT)のSacIとXhoI部位に挿入した。ここで得られたプラスミドは、SPC3RAである。
pC3IのEcoRIとClaIとの間に追加の挿入部位を、アニールした相補的オリゴヌクレオチドCP12(配列番号103)
Figure 0004108742
およびCP13(配列番号104)
Figure 0004108742
を挿入して作成し、プラスミドSPC3Sを得た。261塩基対のBqlII/SacI/SPC3RA断片と2178塩基対のBqlII/StyI・pXX4・断片の両方を一緒にSPCP3SのStyIとSaCI部位に挿入した。その結果得られたプラスミドCPRALは2572塩基対のカナリアポックスC3遺伝子座の下流を含む。1436塩基対・Asp718/AccI・SPCPLAX断片をSPCP3SのAsp718部位とAccI部位との間に挿入した。その結果得られたプラスミドCPLALは1457塩基対のカナリアポックスC3遺伝子座の上流を含む。2438塩基対のStyI/SacI・CPRAL断片をCPLAL・StyIとSacI部位との間に挿入した。その結果得られたプラスミドCP3Lは、1457塩基対のカナリアポックスC3遺伝子座の上流を含んでいる。
PCRにより作製された断片としてCP3LにはH6プロモーターを付加した。プラスミドpRW838には、H6プロモーターと無関連の遺伝子を含んでいる。鋳型をpRW838として、オリゴヌクレオチド・プライマーCP21(配列番号105)
Figure 0004108742
とCP22(配列番号106)
Figure 0004108742
を使用して、複製連鎖反応を起させた。H6プロモーターを含む200塩基対のPCR派生断片をBamHIとEcoRIで切断して、CP3LのBamHI部位とEcoRI部位との間に挿入した。その結果得られたプラスミドをVQH6CP3Lと名づけた。
アニールした相補的オリゴヌクレオチドCP34(配列番号107)
Figure 0004108742
とCP35(配列番号108)
Figure 0004108742
を、VQH6CP3LのNsiI部位とNotI部位との間に挿入することでVQH6CP3L・カナリアポックス・隣接アームのひとつを短縮化させた。その結果得られたプラスミドVQH6C3LSA.2にはワクシニアウイルスH6プロモーターがあり、それに続いてC3挿入部位がある。
遺伝子座C5が、0.9KBPのカナリアポックスPvuII・クローン・pRW764.5の中の2個のBglII部位を取り囲んだ状態で存在する。C5・ORFを除去するために下記の方法でC5ベクター・HC5LSP28を構築した。
鋳型をカナリアポックスのゲノムDNAとして、オリゴヌクレオチド・プライマーC5A(配列番号109)
Figure 0004108742
とC5B(配列番号110)
Figure 0004108742
を使用して、複製連鎖反応を起させた。その結果得られた1.5kbpの断片を、EcoRIを使用してC5A端で切断し、他方の端を平滑末端としてそのままにし、pUC8のEcoRI部位とSmaIの部位との間に挿入した。鋳型をカナリアポックスゲノムDNAとして、オリゴヌクレオチド・プライマーC5C(配列番号111)
Figure 0004108742
とC5DA(配列番号112)
Figure 0004108742
を使用して、複製連鎖反応を起させた。その結果得られた400kbpの断片を、PstIを使用してC5DA端で切断し、他方の端を平滑末端としてそのままにし、C5LABのSmaI部位とPstIの部位との間に挿入し、pC5Lを作製した。アニールした相補的オリゴヌクレオチド・CP26(配列番号113)
Figure 0004108742
とCP27(配列番号114)
Figure 0004108742
をpC5LのAsp718部位とNotI部位との間に挿入した。その結果得られたプラスミドHC5LSP28は、遺伝子座C5ベクターである。
遺伝子座C6が、1.3kbpのカナリアポックスPvuII・クローン・pRW764.7の中の2個のEcoRI部位を取り囲んだ状態で存在する。C6・ORFを除去するために下記の方法でC6ベクター・pC6Lを構築した。
pC6Lの構築のために、オリゴヌクレオチド・プライマーC6A1(配列番号115)
Figure 0004108742
C6B1(配列番号116)
Figure 0004108742
C6C1(配列番号117)
Figure 0004108742
C6D1(配列番号118)
Figure 0004108742
を使用した。鋳型をカナリアポックスDNAして、オリゴヌクレオチド・プライマーC6A1(配列番号115)とC6B1(配列番号116)を使用して、複製連鎖反応を起させ380塩基対の断片を作製した。カナリアポックスDNAを鋳型として、オリゴヌクレチド・プライマーC6C1(配列番号117)とC6D1(配列番号118)を使用して、第二の複製連鎖反応を起させ1155塩基対の断片を作製した。この二回の複製連鎖反応により作製された産物をプールして、C6A1(配列番号115)とC6D1(配列番号118)を使用して最終の複製連鎖反応を起こさせ、1613塩基対の断片を作製した。この最終の複製連鎖反応により作製された産物をSacIとKpnIで切断して、pBS−SK(Stratagene社、La Jolla、カルフォルニア)のSacI部位とKpnI部位との間に挿入した。ここで得られた挿入プラスミドをpC6Lと呼ぶ。
実施例21 NYVACとALVACをベースにしたCDV組み換えウイルスの発現分析
感染したベロ(Vero)細胞破砕物を調製し、以前に説明したように(Taylorら、1990)、CDV血清反応陽性イヌ(NYVACベースの組換体用)から採取した抗血清、およびCDVHAまたはF糖タンパク質のいずれかを発現しているワクシニアウイルス組換体を接種したウサギ(ALVACベースの組換体)から採取したモノ特異的抗血清を使用して免疫沈降分析を行った。この分析結果から、組換体ウイルスによる適当なCDV遺伝子産生物の発現が確認された。
実施例22 イヌにおける、ALVAC−CDVHF(vCP258)によるCDV感染防御
ALVACベースのCDV・HAとF・組換体ウイルスの防御効果について、イヌを、接種に続いて、生きたCDV投与に暴露させることによって評価した。この評価試験では、13匹のCDV血清反応陰性のビーグル犬を2つの接種群(3匹には、107pfu・vCP258ワクチンを投与、4匹には105.5pfu・vCP258ワクチンを投与)に分け、残り6匹を非接種の対照群とした。ワクチン接種は、3週間ごとにvCP258ワクチンの107pfu(グループ1)かまたは105.5pfu(クループ2)のいずれかを皮下接種で行った。42日目に、全部のイヌに1:10・NVSL/CDV投与ストックの頭蓋内投与をした。投与後28日間毎日これらのイヌの罹患率と死亡率をモニターした。
vCP258を接種したイヌには局所的にも全身的にも望まくしない作用は認められなかった。接種をしていない全部のイヌでは、ウイルスへの投与後6日から17日で、食欲不振、結膜炎、うつ病、体重減少、脱水症などのCDV感染を示す臨床徴候を示した。投与後1,3,8,13日目の4回に亘り、発熱のピーク(>103.5°F)が観察された。対照群のうちの4匹では重篤な臨床徴候を示した。これらのうちの1匹は投与時から12日に死亡し、残りの3匹は投与13日から17日で安楽死させた。生き残った2匹は、症状は軽く再度回復し投与から19日目に体重の増加が見られた。
重要なことには、いずれの投与量でワクチンを投与したグループにおいても、CDV感染の臨床的徴候は見られなかった。すべてのイヌで体重増加が見られ、観察期間中も正常な行動を示した。さらに、発熱の徴候も認められなかった。
表21は、投与前の種々の時間における各群でのCDV特異的血清反応を示したリストである。抗体価は、50%中和端点で表示され、各グループの平均抗体価を示している。この105.pfu・ワクチン投与量が、相当レベルのCDV血清中和活動を誘導していないにもかかわらず、このような低レベル量を投与したイヌはすべて有害なCDV感染に対して完全に防御作用を示したことは興味深いことである。
Figure 0004108742
実施例23 イヌにおける別のイヌ病原体ワクチンと併用した場合の、ALVAC−CDV(vCP258)の効果
ALVAC−CDV(vCP258)をイヌの他の病原体ワクチンと併用した場合にも感染防御効果があるかどうかを調べるために、下記の研究を行った。ALVAC−CDV(vCP258)をml当たり104.6,104.8,105.5TCID50の投与量に希釈し、イヌアデノウイルス2型ワクチン(CAV2)、イヌコロナウイルス(CCV)、イヌパラインフルエンザウイルス(CPi)、イヌパルボウイルス(CPVx1)、レプトスピラ・カニコラーイクテロハモリーゲ・バクテリン(Leptospira Canicola-Icterohaemorrhagiae Bacterin)(LCI)またはALVAC−狂犬病ウイルスワクチン(vCP65)と混合した。24匹の血清反応陰性イヌおよび2匹の血清反応陽性イヌに、表22で示したような方法で、ALVAC−CDV単独で、あるいは、別のイヌワクチンを併用で接種した。0日目、21日目の2回、イヌに皮下で接種した。CDV血清中和力価を測定するために0日目、21日目、ウイルス投与前に採血した。イヌの頭蓋内への第二接種後24日または50日のいずれかに2グループについて、USDAにより提供されたCDVウイルスを投与した。ウイルスへの投与後、5カ月に亘り、CDV感染をモニターするために観察した。投与結果、血清学結果を表23に示す。
結果は、ALVAC−CDV(vCP258)の4.8log10TCID50のみを接種したイヌのCDV特異的平均中和抗体価が1.2であったのに対して、5.5log10のイヌワクチンを併用した場合の平均抗体価は1.0、4.8log10の併用の場合には、抗体価は0.7であった。これらのワクチンを接種したイヌはすべて投与されても生き残った。5.5log10TCID50を併用接種したグループの中の1匹はウイルス投与後に非特異的徴候を示し、4.8log10TCID50を併用接種したグループのうちの1匹がCDV感染に特異的な徴候を示した。
この研究では、イヌ・コロナウイルス・ワクチンの接種およびALVAC狂犬病ウイルスワクチンの接種における血清反応もモニターした。さらに重要なことは、併用ワクチンの中にALVAC−CDVを混合した場合にも、イヌコロナウイルスワクチンと狂犬病ウイルスワクチンに対する血清反応を阻害することはなかった。
実施例24 CDV感染に対してフェレットをモデルに使用した場合
イヌジステンパーウイルスと麻疹ウイルス(MV)は、ともにParamyxoviridae科のMorbillivirus属であり互いに関係が深い。Hallらは(1980)、MVに対する抗血清は、MVとCDVの両方のHA、P、NP、F、Mポリペプチドを免疫沈降させ、一方、CDVに対する抗血清も、すべてのCDVポリペプチドとHA以外のすべてのMVポリペプチドを沈降させたことを報告している。Morbillivirus(麻疹ウイルス)はそのウイルス間では互いに関係が深いけれども、本来のものでない宿主との交雑感染は容易にはしない(De Lay et aL.,1965)。その理由は、おそらくウイルス性血球凝集素(HA)タンパク質の各ウイルスの種特異的細胞レセプターとの特異的な相互作用のためである(Dorigら、1994)。このように、麻疹ウイルスの病因やワクチン開発用に直接使用できる適当な小型動物モデルは存在しない。但し、自然の宿主では、別の違った種類の麻疹ウイルスが全く似たような病気の原因となり、その防御免疫のメカニズムも非常に関連が深いのである(Liuら、1957,Kauffmaら、1982,Beauvergerら、1993,Krakowkaら、1979,Stephensen and ter Meulen、1979,Brown and McCarthy、1974)。しかし、CDVは自然にフェレットに感染するので、麻疹ウイルスの病原体の研究用の優れたモデルとなる。さらに、麻疹ワクチンでフェレットを免疫化することで、CDV投与に対する防御が可能であることが示されており(Gerberら、1976,Bakerら、1966)、子犬に対する異種MV接種がCDVによる直接接種の母子抗体阻害を克服する方法として獣医により長い間利用させてきた(Bakerら、1970,Chalmersら、1994,Strating 1975,Dudleyら、1978,Prydie 1968)。このため、CDVワクチンと麻疹ワクチンの両方の投与感染に対する防御の効果を試験するためにCDV接種フェレットモデルを使用した。
そこで、フェレットモデルをCDVとMVワクチンの感染防御効果の評価に使えるかどうかを知るために下記の実験を行った。ヨーロッパ・フェレット(Mustela putorius furo)に、筋内投与により108pfuのALVAC−CDV・HA+F(vCP258)ワクチンまたはNYVAC−CDV・HA+F(vP1202)ワクチンを接種した。対照動物には、狂犬病ウイルス糖タンパク質Gを発現するALVACまたはNYVACの組換体の同等投与量または生理食塩水を接種した。フェレットの1グループに、フェレットの試験ではすでに広く使用されている(Appelら、1988)弱毒化・生ワクチン(DISTEM-RTC、シェーリングCorp.、ニュージャージ州)を投与した。14−18週齢のフェレットを免疫化してその血清反応をモニターした。第2回目の接種の後、22週目、4週目に鼻腔内投与によりCDVウイルスのシンダーヒル株(Snyder Hill)の1×103TCID50をフェレットに投与し、発病の臨床経過をモニターした。接種と感染操作の結果は表24の通りである。
この結果が示すように、対照群ではCDV特異的中性化抗体価を示さず、発熱、体重減少、白血球減少症、活動低下、結膜炎、ジステンパー感染とCNS感染に特徴的な紅班性発疹を発症した後、ウイルス投与後18日目までに死亡した。ALVAC−CDVとNYVAC−CDV、および弱毒化生CDVワクチンを投与された群では、≧1:96のウイルス中和抗体価を示し、全部のフェレットが生存した。組み換えワクチンを投与したフェレットには感染の徴候はなかった。弱毒化ワクチンを接種したフェレットには、体重減少、リンパ球減少症、典型的紅班性発疹の徴候が現れた。これらの結果から、フェレットがCDVワクチンの効果を評価するモデルとして優れていることが判明した。
実施例25 M遺伝子とN遺伝子をAポックス・ウイルス・ベクター由来のワクチンに導入することにより得られる防御増強効果に関する評価
これまでの研究で分かったことは、CDVまたはMV・HAおよびF・タンパクが発現することがイヌにおけるCDV感染の防御の役目をし(本出願およびTaylor 1992)、これらのタンパク質の発現が、確実にすべてのベクター由来のワクチンの効果の基礎となっているということである。但し、Nタンパク質の役割については依然不明である。Brinckmannら(1991)は、N遺伝子を発現するVVベースの組換体を接種したラットでは、麻疹脳炎に対して完全な感染防御を示したことを報告している。その後の研究で、Nタンパク質に特異的なCD4+Tリンパ球の存在がこの防御の基礎になっていることが示唆された(Bankampら、1991)。これと対照的に、Wildら(1992)は、BALB/c投与マウスでは、Nタンパク質の発現だけでは投与に対して十分でないことを示している。CBA投与マウスにおいて、VV−F−N組換体からFとNが一緒に発現した時には、F遺伝子だけを単独で発現した場合に較べてその防御効果が高まっている。げっ歯類に、呼吸感染の原因となる麻疹ウイルスを頭蓋内投与したことにより誘導された防御から何がわかるかについては不明である。防御機能を誘発するNタンパク質の役割については、関連した系においてまだ研究すべきことが多い。同様に、ラットモデルにおいて、VVベクターによって単独に発現するMタンパク質の場合の防御効果は限定的である(Brinckmannら、1991)。ただし、Mタンパク質はウイルス粒子集合体に関連していることは判明しているので(Norrby and Oxmanら、1990)、別のウイルス粒子タンパク質と一緒にMタンパク質を発現させることにより、組換体感染細胞内の抗原作用を最適化しうるかも知れない。このようなアプローチをすることは、候補ワクチンの増強免疫原性につながるであろう。Mタンパク質とNタンパク質をポックスウイルスベクター由来のワクチンに導入することで付加的に得られるであろう長所を評価するために下記の組み換え操作を行った。
CDV・M・N遺伝子のcDNAクローン誘導: ベロ(Vero)細胞単層にCDVのOnderstepoort株を接種した。早期の細胞変性効果が明白であるとき、感染細胞単層を収集して、Chirgwinらが報告(1979)しているような総RNA調製物を誘導するために抽出をした。ランダムプライミングヘキサマーを用いたHuynhらの方法で、このRNA調製物から第1の一本鎖cDNAを合成した。続いての32P・dATPの取り込みによって、合成経過をモニターした。
CDV・NをALVACとNYVACベクターに挿入するためのプラスミドの作製: cDNAの合成の後、N遺伝子を含む塩基配列を特異的プライマーを用いた複製連鎖反応(PCR)を利用して増幅させた。プライマー5’CDVNX(配列番号123)と3’CSVN2(配列番号124)の配列には、エントモポックスウイルス42Kプロモーターを含む5’非ハイブリダイズ塩基配列を含んでいた。このPCR産物をAsp718とXbaIにより切断し、1.6kbの断片を単離し、Asp718とXbaIで消化したpBS・SK+中にクローン化した。
プライマー5’CDVNX(配列番号123):
Figure 0004108742
プライマー3’CSVN2(配列番号124):
Figure 0004108742
CDV・N遺伝子の塩基配列は、図18で、配列番号125として示した。この塩基配列をOnderstepoort株(Genbank Accession #L13194)のCDV・N遺伝子と比較した場合、位置82,83,189,190,1050,1051,1052,1370,1402,1409および1432の11個のヌクレオチドに差異があった。この結果、アミノ酸位置28,63,64,351,457,468,470および478の8個のアミノ酸変化が発生した。いくつかの独立に誘導されたcDNAクローンの分析においても同一の塩基配列が見られたことから、これらの差異は真のもので、ランダムRTまたはPCR上のエラーから発生したものではないことが判明した。
これらのクローンの塩基配列の決定を行ったところ、そのすべてに42kbプロモーター塩基配列に欠失があることが分かった。このクローンのうち欠失が最小のものを鋳型として使用し、ワクシニアI3Lプロモーター塩基配列を含むプロモーターとして、プライマー5’・I3LN2(配列番号126)と3’・XmaN2(配列番号127)を使用して、ATG部位とPspAI部位との間のN遺伝子の5’末端を増幅させた。175塩基対のバンドを単離し、Asp718とPspAIで切断し、Asp718とXbaIで切断したpBS・SK+中にクローン化してプラスミドNH7とした。このプラスミドHN7の塩基配列を決定することで、このクローンにはN遺伝子と結合している完全なI3Lプロモーターが含まれることが確認された。このプラスミドHN7をAsp718とXbaIで切断し、1.6kbのバンドを単離し、Asp718とXbaIで切断したプラスミドVQC5L−SP1中にクローン化した。このプラスミドは、ALVACのC5遺伝子座に挿入することを目的としている。ここで作製したプラスミドVQCN1の塩基配列を調べてN遺伝子とプロモーター結合状態を確認した。NYVACベースの挿入プラスミドを作製するために、I3Lプロモーターと連結しているN遺伝子を有する1.6KPのXbaI/Asp718断片をHN7プラスミドから分離し、その後、pSD544VC由来の3.6KBのHindIII/Asp718断片中にクローン化した。このプラスミドpSD544VCは、ALVACのHA遺伝子座に挿入することを目的としている。この結果得られたプラスミドpHADCDVNI3Lの塩基配列を決定して、CDVN遺伝子およびプロモーターの適当な挿入を確認した。
プライマー5’I3LN2:配列番号26
Figure 0004108742
プライマー3’XmaN2:配列番号27
Figure 0004108742
CDV・M遺伝子をALVACに挿入するためのプラスミドの作製: cDNA合成に続いて、M遺伝子を有する塩基配列を、複製連鎖反応(PCR)を使用して増幅させた。プライマー5’CDVM3(配列番号128)および3’CDVM2(配列番号129)の塩基配列にはE3Lプロモーターを特定する5’非ハイブリダイズ塩基配列を含んでいた。このPCR産物をBamHIで切断し、1.1kbのバンドとして単離して、その後、BamH1切断のpBSSK+中にクローン化し、これをプラスミドM1とした。プラスミドM1の塩基配列を決定し、完全なE3LプロモーターとM遺伝子が含まれていることが判明した。M遺伝子の塩基配列は、配列番号130として図19に示されている。Onderstpoort株(Genbank Accession #L13194)のCDVM遺伝子の塩基配列に比較して、このM遺伝子の配列では、位置47、474、529、584および639に5個のヌクレトチドの違いを有している。この結果、16,177,195および213の位置の4個のアミノ酸に変化が起こった。いくつかの独立に誘導されたcDNAクローンの分析をしたところ、その塩基配列が同一であり、これらの相違は、真のもので、ランダムRTやPCRでのエラーが原因ではないことを示している。
プライマー5’CDVM3:配列番号28
Figure 0004108742
プライマー3’CDVM2:配列番号29
Figure 0004108742
プラスミドM1を、その後、BamHIとBamHIで切断し、BamHI切断VQC5L−SP1中にクローン化した。このプラスミドVQC5L−SP1は、ALVACのC5遺伝子座に挿入することを目的としている。この結果得られたプラスミドVQCM7の塩基配列を決定して、M遺伝子の塩基配列とプロモーター結合を確認した。
CDV・M遺伝子とN遺伝子をALVACベクターに挿入するためのプラスミドの作製: I3Lプロモーターと結合しているCDV・Nを含む1.6kbのXbaI/Asp718断片をプラスミドHN7から単離し、E3Lプロモーターと結合しているM遺伝子を含むAsp718/XbaI切断のVQCM7中へクローン化した。その結果得られたプラスミドVQCMN3の塩基配列を決定して適切な挿入位置を確認した。
MV・M・N遺伝子のcDNAクローン誘導: ベロ細胞単層にMVのEdmonston株を接種した。早期の細胞変性効果が明白であるときに、感染細胞単層を収集して、Chirgwinらが報告(1979)しているような総RNA調製物を誘導するための抽出を行った。Huynhら(1985)の方法で、プライマーMVP1(配列番号131)を使用して、このRNA調製物から第1の一本鎖cDNAを合成した。続いて32P・dATPの取り込みにより合成経過をモニターした。
プライマーMVP1:配列番号31
Figure 0004108742
MV・N遺伝子をALVACとNYVACベクターに挿入するためのプラスミドの作製: cDNA合成に続いて、N遺伝子を有する塩基配列を、複製連鎖反応(PCR)を使用して増幅させた。使用したプライマーMVN1(配列番号132)とMVN2(配列番号133)の塩基配列にはI3Lプロモーターを特定する5’非ハイブリダイズ塩基配列を含んでいた。このPCR産物をJ69と名付け、Pst1/HindIIIで切断し、1.6kbのバンドとして単離して、Pst1/HindIII切断のpBS−・SK+中にクローン化し、これをプラスミドQP1とした。第2のクローンQP3も得られた。
プライマーMVN1:配列番号132
Figure 0004108742
プライマーMVN2:配列番号133
Figure 0004108742
MV・N遺伝子のヌクレオチド塩基配列は、配列番号134として図20に示されている。Edmonston株の麻疹N遺伝子の塩基配列とちがって(Billeterら、1990,遺伝子銀行 寄託番号 #K01711、x16565)、このMV・N遺伝子の配列では、665,666,922,925,944,1044,1140,1263,1291,1479,1480,1490および1547の位置に13個のヌクレトチドの違いを有している。この結果、222,308,309,315,421,493,494,497および516の位置の9個のアミノ酸に変化が起こった。いくつかの独立に誘導されたcDNAクローンの分析をしたところ、その塩基配列が同一であり、これらの相違は、真のもので、ランダムRTやPCRでのエラーが原因ではないことが判明した。
これらのクローンの塩基配列決定により、プラスミドQP1には位置145に塩基エラーがあり、プラスミドQP3には位置1216に塩基エラーがあることが分かった。これらのエラーを修正するために、約700bpのEcoRV/HindIII断片をプラスミドQP3から単離し、プラスミドQP1由来の3.8kbEcoRV/HindIII断片中にクローン化した。その結果得られたプラスミドQT1は、塩基配列分析により配列は正しいものであることが確認され、これをPBSMVNと名付けた。I3Lプロモーターを含むPCR断片J99とBamHI部位までの5’N配列を、プライマーJP290(配列番号13)とJP284(配列番号14)および鋳型PBSMVNを使用して合成を行った。PCR断片J99をXhoI/BamHIで切断し、PBSMVNから分離した4.4kbのXhoI/BamHI断片中にクローン化した。この結果得られたプラスミドRM1の塩基配列決定分析を行った。1.5kbのXhoI/PstI断片をRM1から単離して、SmaIで切断されたプラスミドpMM117中にクローン化した。このプラスミドpMM117は、ALVACのC6挿入遺伝子座に挿入することを目的としている。その結果得られたプラスミドpC6MVNI3Lの塩基配列決定を行った。同等のNYVAC挿入プラスミドを作製するために、1.5kbのXhoI/PstI断片をプラスミドRM1から誘導、SmaI切断のpSD550VC中にクローン化した。このプラスミドpSD550VCは、ALVACの14L挿入遺伝子座に直接挿入した。この結果得られたプラスミドpI4LMVNI3Lの塩基配列決定を行った。
プライマーJP290:配列番号135
Figure 0004108742
プライマーJP284:配列番号136
Figure 0004108742
MV MのALVACおよびNYVACベクターへの挿入用プラスミドの開発: cDNA合成に続いて、M遺伝子を有する塩基配列を、複製連鎖反応(PCR)で増幅させた。E3Lプロモーターに結合した麻疹遺伝子を含む、PCR断片J89をプライマーJP285(配列番号137)とJP286(配列番号138)を使用し、第1ストランドcDNAを鋳型として作製した。
プライマーJP285:配列番号137
Figure 0004108742
プライマーJP296:配列番号138
Figure 0004108742
PCR産物J89をPstIで切断して1kbのバンドとして単離し、カナリアポックスウイルスのC6遺伝子座に挿入することを目的とするpMM117のPstI切断中にクローン化した。その結果得られたプラスミドRF1の塩基配列決定を行った結果、E3Lプロモーター部位にエラーを含んでいることが判明した。マトリックス遺伝子の塩基配列を図21に[配列番号139]として示した。Edmonston株の麻疹M遺伝子の塩基配列とちがって(Billeterら、1990,遺伝子銀行 寄託番号 #K01711、X16565)、この遺伝子の配列では、190,425の位置に2個のヌクレトチドの違いを有していた。この結果、64,142の位置の2個のアミノ酸に変化が起こった。いくつかの独立に誘導されたcDNAクローンの分析をしたところ、その塩基配列が同一であり、これらの相違は、真のもので、ランダムRTやPCRでのエラーが原因ではないことを示している。単離したPCRJ89をその後、PstI切断のpBS−SK+中にクローン化した。この結果得られたプラスミドRH2の塩基配列決定をした結果、完全なE3Lプロモーターを含んでいることが判明した。完全なE3LプロモーターとM遺伝子のAvrII部位まで5’末端を含む300bpのPstI/AvrII断片をRH2から単離し、RF1から単離した5.3kbのPstI/AvrII断片中にクローン化した。この結果得られるプラスミドRN1は、塩基配列は正確だが遺伝子が逆配向であることが判明した。1kbのPstI断片をRN1から単離し、PstI切断のpMM117中にクローン化した。この結果得られたプラスミドpC6MVME3Lの塩基配列を決定した。対応するNYVAC挿入プラスミドを作製するために、1kbのPstI断片をRN1プラスミドから分離し、その後、Asp718で切断されたプラスミドpSD550VC中にクローン化した。この結果得られたプラスミドpI4LMVME3Lは、I4L遺伝子座に挿入することを目的としており、その塩基配列が確認された。
CDV・N遺伝子を発現するALVACとNYVACベースの組換体の作製: I3Lプロモーターに結合しているCDV・N遺伝子を有する挿入プラスミドVQCN1とpHADCDVNI3LをALVACまたはNYVACウイルスにそれぞれ感染させた初期CEF細胞にトランスフェクト(移入)した。N遺伝子特異的放射線標識したプローブを使用して、in situ・プラーク・ハイブリダイゼーションを基礎にして組換え子孫を選択した。同質集団が得られるようになるまで組換体をプラーク精製し、そして組換体をCEF細胞内で増幅させて発現分析を行った。CDV・N遺伝子をALVACに挿入した結果、組換体vCP331が産生され、NYVACへの挿入ではvP1331が産生された。D1101と命名されたN特異的モノクローナル抗体を使用して、CDV、vP1331、またはvC331で感染させたベロ細胞の放射線標識をした破砕物の免疫沈降分析を行った。この分析の結果、CDV、vP1331、またはvC331で感染させたベロ細胞には、56と53KDaの2個のタンパク質が発現していることが判明した。感染をさせてない細胞またはALVAC親ウイルスに感染させた細胞ではタンパク質は沈降しなかった。プラスミドpHADCDVNI3Lを、以前にCDV・HAやF遺伝子を発現すると報告されている組換体NYVAC−CDV(vP1202)で感染させた細胞への移入に使用した。この結果得られた組換体vP1330は免疫沈降法によりN遺伝子を発現することが判明した。
CDV・M遺伝子を発現するALVACベースの組換体の作製: E3Lプロモーターと結合しているCDV・M遺伝子を有するプラスミドVQCM7をALVAC親ウイルスに感染させたCEF細胞に移入した。放射線標識したM遺伝子特異的プローブを使用して、in situプラーク・ハイブリダイゼーションを基礎にして組換え子孫を選択した。その結果派生された組換体vCP334が、M特異的モノクローナル抗体XI・6・10を使用したウエスタンブロット法により約37KDaのタンパク質を発現することが判明した。このタンパク質はCDVに感染させたベロ細胞に見られる同等のタンパク質とともに泳動され、これにより発現産物が真正であることが示された。
CDV・MとN遺伝子を発現するALVACベースの組換体の作製: E3Lプロモーターと結合しているCDVM遺伝子とI3Lプロモーターと結合しているCDVN遺伝子を含むプラスミドVQCMN3をALVAC親ウイルスまたは、以前にHAとF遺伝子を発現すると報告されているALVAC−CDV(vCP258)に感染させた細胞に移入した。M遺伝子とN遺伝子特異的放射線標識したプローブを使用して、in situ・プラーク・ハイブリダイゼーションを基礎にして組換え子孫を選択した。ALVACベースの組換体をvCP336と名付け、vCP258ベースの組換体をvCP335と名付けた。N特異的モノクローナル抗体D1101を使用して免疫沈降分析により、vCP335とvCP336内でのN遺伝子の発現を確認した。M特異的モノクローナル抗体XI・6・10を使用したウエスタンブロット法によりMタンパク質の発現を確認した。
MV・N遺伝子を発現するALVACとALVACベースの組換体の作製: I3Lプロモーターと連結しているMV・N遺伝子を有する挿入プラスミドpC6MVNI3LとpI4LMVNI3Lを、ALVACまたはNYVACウイルスにそれぞれ感染させた初期CEFに移入した。N遺伝子特異的放射線標識したプローブを使用して、in situ・プラーク・ハイブリダイゼーションを基礎にして組換え子孫を選択した。MVN遺伝子をALVACに挿入した組換体をvCP318とし、MVN遺伝子をNYVACに挿入した組換体をvP1294とした。N特異的モノクローナル抗体N25を使用して、vP1294またはvCP318に感染させたHeLa細胞の放射線標識をした破砕物で免疫沈降分析を行った。この沈降分析の結果、MVNタンパク質の公知となっているサイズと一致する約60KDaのタンパク質の発現があることが確認された。感染させてない細胞または親ウイルスに感染させた細胞からはタンパク質の沈降はなかった。以前すでにMV・HA遺伝子とF遺伝子を発現させることが判明している組換体ALVAC−MV(vCP82)に感染させた細胞への移入にプラスミドpC6MVNI3Lも使用した。その結果得られた組換体vCP333もN遺伝子を発現させることが免疫沈降分析で判明している。以前すでのMV・HA+Fを発現させることが判明している組換体NYVAC−MV(vP913)に感染させた細胞への移入にプラスミドpI4LMNI3Lも使用した。その結果得られた組換体vP1326はN遺伝子を発現することがウエスタンブロット分析で明らかになった。
MV・M遺伝子を発現するALVACベースの組換体の作製: E3Lプロモーターと連結しているMV・M遺伝子を有するプラスミドpC6MVME3Lを、ALVAC親ウイルスに感染させたCEF細胞に移入した。M遺伝子特異的放射線標識したプローブを使用して、in situ・プラーク・ハイブリダイゼーションを基礎にして組換え子孫を選択した。ケミコン・インターナショナル社の市販の8910と命名されたM特異的モノクローナル抗体を使用して、ウエスタンブロット分析を行った結果、ここで得られた組換体vCP317は、約37KDaのタンパク質を発現することが判明した。
Figure 0004108742
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本発明の好適な実施例について詳しく説明したが、添付クレームにおいて限定した本発明は、上記で説明した詳細例に限定されるものでなく、この発明の精神と範囲に反することなしに多くに異なる実施態様を構成できることは明白である。
Figure 0004108742
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Claims (17)

  1. ポックスウイルスゲノムの非必須領域中に外来性DNAを含む組換えポックスウイルスであって、前記外来性DNAがイヌジステンパーウイルス融合タンパク質およびイヌジステンパーウイルス血球凝集素糖タンパク質をコードしており、該ポックスウイルスが、
    (i)C7L−K1L、J2R、B13R+B14R、A26L、A56RおよびI4Lが欠失した、あるい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、宿主域遺伝子領域および巨大サブユニットリボヌクレオチドレダクターゼ遺伝子の読取り枠が欠失した、組換えワクシニアウイルス;および
    (ii)ALVACまたはALVACの全ての性質を有するポックスウイルス;よりなる群から選択され、さらに前記タンパク質を発現することを特徴とする組換えポックスウイルス。
  2. 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1項記載の組換えポックスウイルス。
  3. NYVAC組換えウイルスであることを特徴とする請求の範囲第1項記載の組換えポックスウイルス。
  4. vP1202であることを特徴とする請求の範囲第1項記載の組換えポックスウイルス。
  5. 前記ポックスウイルスがALVACウイルスであることを特徴とする請求の範囲第1項記載の組換えポックスウイルス。
  6. vCP258であることを特徴とする請求の範囲第1項記載の組換えポックスウイルス。
  7. ポックスウイルスゲノムの非必須領域中に外来性DNAを含む組換えポックスウイルスであって、前記外来性DNAがイヌジステンパーウイルス融合タンパク質をコードしており、該ポックスウイルスがALVACまたはALVACの全ての性質を有するポックスウイルスであることを特徴とする組換えポックスウイルス。
  8. vCP194であることを特徴とする請求の範囲第7項記載の組換えポックスウイルス
  9. ポックスウイルスゲノムの非必須領域中に外来性DNAを含む組換えポックスウイルスであって、前記外来性DNAがイヌジステンパーウイルス血球凝集素糖タンパク質をコードしており、該ポックスウイルスがALVACまたはALVACの全ての性質を有するポックスウイルスであることを特徴とする組換えポックスウイルス。
  10. vCP184であることを特徴とする請求の範囲第9項記載の組換えポックスウイルス
  11. ポックスウイルスゲノムの非必須領域中に外来性DNAを含む組換えポックスウイルスであって、前記外来性DNAがイヌジステンパーウイルス血球凝集素糖タンパク質をコードしており、該ポックスウイルスが、C7L−K1L、J2R、B13R+B14R、A26L、A56RおよびI4Lが欠失した、あるい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、宿主域遺伝子領域および巨大サブユニットリボヌクレオチドレダクターゼ遺伝子の読取り枠が欠失した、組換えワクシニアウイルスであることを特徴とする組換えポックスウイルス。
  12. vP1028であることを特徴とする請求の範囲第11項記載の組換えポックスウイルス。
  13. ポックスウイルスゲノムの非必須領域中に外来性DNAを含む組換えポックスウイルスであって、前記外来性DNAがイヌジステンパーウイルス融合タンパク質をコードしており、該ポックスウイルスが、C7L−K1L、J2R、B13R+B14R、A26L、A56RおよびI4Lが欠失した、あるい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、宿主域遺伝子領域および巨大サブユニットリボヌクレオチドレダクターゼ遺伝子の読取り枠が欠失した、組換えワクシニアウイルスであることを特徴とする組換えポックスウイルス。
  14. vP1029であることを特徴とする請求の範囲第13項記載の組換えポックスウイルス。
  15. イヌまたは他の肉食動物(ヒトを除く)において、イヌジステンパーウイルスに対する抗原反応または免疫反応を誘導する方法であって、請求の範囲第1項、第7項、第9項、第11項または第13項のいずれか1項記載のポックスウイルスを適当な担体と共に含有する組成物を、前記イヌまたは他の肉食動物に投与することを含むこと特徴とする方法。
  16. 請求の範囲第1項、第7項、第9項、第11項または第13項のいずれか1項記載のポックスウイルスを適当な担体と共に含有することを特徴とする、抗原反応または免疫反応を誘導するための組成物。
  17. 請求の範囲第1項、第7項、第9項、第11項または第13項のいずれか1項記載のウイルスを細胞に導入する工程を含むことを特徴とする、遺伝子産物を生体外で培養された細胞で発現させる方法。
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