JP7422795B2 - 昆虫細胞でのPCV2b ORF2タンパク質の組換え発現 - Google Patents

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Description

本発明は、家畜ワクチン、特にPCV2に対するブタワクチンの分野に関する。具体的
には、本発明は、変異体PCV2b ORF2タンパク質を発現する異種核酸配列を含む
昆虫細胞、その変異体PCV2b ORF2タンパク質のウィルス様粒子、前記昆虫細胞
又は前記変異体PCV2b ORF2タンパク質の製造若しくは使用方法、並びにブタ用
ワクチンに関する。
ブタサーコウィルス2(PCV2)は、世界的に生じる、多くの動物を罹患させ、農業
部門に重大な経済的損失を生じさせるブタの病原体である。総覧については、ギレスピー
らの報告(Gillespieら,2009,J.Vet.Intern.Med.,v
ol.23,p.1151-1163)を参照する。
PCV2は、サーコウィルス科に属し、約1.76kbの円形一本鎖DNAゲノムを含
む、小さい(17nm)20面体非エンベロープビリオンを有する。そのゲノムは、数個
のオープン・リーディング・フレームを含み、そのうち、ORF2は、主要なウィルス中
和エピトープを含むウィルスカプシドタンパク質をコードする。
PCV2は、比較的安定であり、非常に感染性が高い。それは、異なる種類の身体分泌
物を介して排出され、ブタの群れにおいて水平及び垂直の両方で広がり得る。PCV2感
染によって生じる主要な病変はリンパ欠乏であり、その結果生じる免疫抑制によって、感
染動物は、二次又は同時感染も受けやすくなる。結果的にPCV2は、多くのブタ疾患症
候群に関与し、それはブタサーコウィルス関連疾患(PCVAD)と総称される。最も顕
著なPCVADは、若いブタで認められる「離乳後多臓器消耗症候群」(PMWS)であ
る。PMWSの臨床徴候及び病理には、進行性の衰弱、呼吸困難、頻呼吸、そして場合に
より、黄疸(icterus)及び黄疸(jaundice)を含む。他のPCVADは
、ブタ呼吸器疾患症候群、ブタ皮膚炎及び腎症症候群、生殖障害、肉芽腫性腸炎、先天性
振戦及び滲出性表皮炎である。総覧については、the Merck Veterina
ry Manual, 11th ed.,2016,ISBN:9780911910
933;and:″Diseases of Swine″,10th ed.,201
2,ISBN:9780813822679を参照する。
Gillespieら,2009,J.Vet.Intern.Med., vol.23,p.1151-1163 the Merck Veterinary Manual, 11th ed.,2016,ISBN:9780911910933;and:″Diseases of Swine″,10th ed.,2012,ISBN:9780813822679
しかしながら、二次感染がなければ、PCV2感染豚の大半は、見かけ上健常なブタで
の成長低下及び動作低下を除き明瞭な疾患症状を示さない場合がある。PCV2によって
引き起こされるPCVADの(潜在性)臨床症状は、通常は3若しくは4週齢以降からブ
タで観察され得るものであり、その時期は、仔ブタが離乳し母体由来の防御抗体が低下し
始める。
PCV2感染及びそれの関連する疾患徴候に対して保護を行うため、いくつかのワクチ
ンが市販されており、それらは非常に大量に世界中で使用されている。異なる種類のPC
V2ワクチンには、例えば、不活化PCV2ウィルス(Circovac(商標名)、M
erial)に基づくワクチン、又は不活化キメラPCV1/PCV2ウィルス(Suv
axyn(商標名)PCV、Fostera(商標名)PCV、Zoetis)に基づく
ワクチンがある。しかしながら、最も一般的なものは組換え発現PCV2カプシドタンパ
ク質に基づくサブユニットワクチンであり、一般に、ORF2タンパク質(Ingelv
ac(商標名)CircoFLEX、Boehringer Ingelheim;及び
:Circumvent(商標名)PCV、Porcilis(商標名)PCV、MSD
AH)と称される。ORF2タンパク質サブユニットワクチンは、一般に組換え発現系で
のPCV2 ORF2遺伝子の発現によって産生され、バキュロウィルス-昆虫細胞発現
系が最も多く使用される。発現ORF2タンパク質は自己集合して、ウィルスゲノム量を
持たない以外は天然PCV2ビリオンに似るウィルス様粒子(VLP)となることから、
非複製的である。そのようなPCV2 ORF2 VLPに基づくワクチンは、非常に安
定であり、アジュバントとともに製剤した場合に高度に免疫原性であり、そして、PCV
2抗体に対して血清陽性であるか否かを問わず、全ての動物齢のブタに安全であることを
示している。PCV2 ORF2タンパク質に基づくワクチンの代表的な総用量は、投与
体積2mL/動物中にORF2タンパク質約80μgを含む。しかしながら、これらのサ
ブユニットワクチンは、ORF2約20μg/動物の用量ですでに効力がある(EP1.
926.496を参照する。)。それらは、シングル・ショット・ワクチンとして投与す
ることができ、異なる投与経路によって、例えば筋肉投与(IM)、皮下投与(SC)、
又は皮内投与(ID)によって投与することができる。
PCV2種内で、そのウィルスの異なる遺伝子型がある。これらは、それらのORF2
遺伝子間の遺伝学的距離によって識別することができ、過去においては多様な命名法が用
いられてきた。しかしながら、セガールズら(Segalesら,2008,Vet.R
ec.,vol.162,p.867-868)が、PCV2遺伝子型を決定及び命名す
るために現在標準となっている方法を公開した。現在認められているPCV2の5種類の
異なる遺伝子型のうち、PCV2a、PCV2b及びPCV2dという3種類のみが、現
在当該分野において動物学的関連性があるものである。
現在、市販のPCV2ワクチンは全てPCV2aに基づくものであるが、遺伝子型PC
V2b及び2dが当分野では優勢になりつつあるように思われる。総覧については、Ka
ruppannan&Opriessnig,2017,Viruses,vol.9,
p.9, doi:10.3390/v9050099を参照する。これらの著者は、こ
れらの遺伝子型間で十分なレベルの交差保護があると結論付けているが、概して、型相同
性ワクチンを用いることが好ましい。結果的に、やはりPCV2a以外のPCV2遺伝子
型についても、安全、安価及び効果的なワクチンを製造することが当分野において必要と
されている。
WO2009/000459(ゲント大学)には、ORF2タンパク質に基づくPCV
2の抗原性若しくは病原性変異体を確認するための診断法、特にそのために有用な方法及
び抗体が記載されている。二つのPCV2b株からのORF2の核酸及びアミノ酸配列が
記載されている。モノクローナル抗体による認識のプロファイルを変えることを目的とし
て、ORF2タンパク質のいくつかの突然変異が提案されている。多くの提案された突然
変異の中で、一つは、アミノ酸位置131のトレオニンのプロリンへの変異である。しか
しながら、WO2009/000459は、PCV2aの未変異(野生型)株(Stoo
n 1010、1121)及びPCV2b(48285)の血清試験を十分に開示してい
るのみであり、昆虫細胞における野生型PCV2a株の一つ(Stoon 1010)か
らの未変異ORF2の発現のみを開示している。
次に、サハら(Saha et al.,2012,J.of Gen.Virol.
,vol.93,p.1548-1555)は、特に、変異PCV2ゲノムの感染性クロ
ーンのトランスフェクションによる、PK-15細胞でのT131P突然変異があるPC
V2a ORF2タンパク質の発現を記載している。
WO2010/068969(Vectogen)には、ORF2のウィルスベクター
送達によるPCV2に対するワクチン接種の方法が記載されており、それによって、「核
局在化シグナル」、即ちORF2のN末端41アミノ酸の置換又は除去によりORF2タ
ンパク質が変異している。次に、結果的に、ORF2が細胞質で発現されるようになるか
、ベクター感染細胞から分泌される。好ましいウィルスベクターは、ブタアデノウィルス
である。
WO2015/051099(Boehringer-Ingelheim)には、P
CV2b ORF2コード配列に突然変異を導入することで、バキュロウィルス-昆虫細
胞でのPCV2b ORF2タンパク質及びそれのウィルス様粒子の発現レベルを上昇さ
せる方法が記載されており、開示の突然変異は、アミノ酸位置63のアルギニンの、好ま
しくはトレオニンへの置換である。PCV2b ORF2のアミノ酸位置131での突然
変異については全く言及がなく、昆虫細胞でのこのタンパク質の発現に伴う問題について
は全く情報がない。
EP17184630(Intervet Int. BV)には、PCV2ワクチン
において、PCV2b遺伝子型のORF2タンパク質が、異種遺伝子型PCV2a及びP
CV2dに対する同種保護だけでなく、良好な交差保護も提供することが認められたこと
が開示されている。この効果は、予想外に、PCV2b ORF2タンパク質20μg未
満/動物用量という非常に低量であっても得られた。結果的に、低用量のPCV2b O
RF2タンパク質でブタにワクチン接種することが、全ての現在のPCV2株に対する有
効な免疫保護を提供するのに十分であろう。
タンパク質の組換え発現のための昆虫細胞の使用は公知であり、異なる方法で適用され
、即ち、生存昆虫で、初代昆虫細胞で又は培養液中の不死化昆虫細胞系での発現である。
最も使用される昆虫細胞は、例えばスポドプテラ(Spodoptera)属又はトリコ
プルシア(Trichoplusia)属からのような鱗翅目起源のものである。これら
の細胞の使用は、一般のバキュロウィルス-昆虫細胞発現系に関連することが多く、ここ
で、組換えバキュロウィルスを用いて、培養液中で鱗翅目細胞を感染させる。バキュロウ
ィルスは、そのウィルスが細胞培養液中で複製する場合には必要ない多くの強いプロモー
ターを含み、そしてこれらを用いて異種遺伝子の発現を駆動することができる。
本発明の目的は、昆虫細胞でのPCV2 ORF2タンパク質の組換え発現を最適化す
る方法を提供することによって、先行技術における欠点を克服し、当分野におけるニーズ
に対応することにある。
ORF2タンパク質サブユニットに基づくPCV2ワクチンの製造を研究した時に、本
発明者らは、昆虫細胞におけるPCV2b遺伝子型ウィルス株からのORF2タンパク質
の組換え発現が、PCV2a遺伝子型のORF2タンパク質の場合ほど簡単ではないこと
を発見した。発現PCV2b ORF2タンパク質は、それが発現される昆虫細胞の核で
蓄積する自然の傾向を有することが認められた。この形態では、PCV2b ORF2タ
ンパク質の合計発現レベルはかなり低下しており、そのタンパク質は、下流プロセシング
によって回収及び精製することが非常に困難であることが明らかになり、アグレッシブ解
離を用いた場合であってもORF2タンパク質はごく少量しか単離できなかった。さらに
、単離できた少量のタンパク質においてはVLPはごく少量であり;明らかに、核局在化
が、ORF2タンパク質が自己アセンブリしてVLPとなるのを著しい度合いで防止した
。結果的に、この発現タンパク質の免疫原性がかなり低下した。
驚くべきことに、非常に特異的なアミノ酸置換がPCV2bのORF2タンパク質に導
入された場合、昆虫細胞における発現時の核蓄積が大きく防止できることが認められた。
その特異的アミノ酸置換には、全長PCV2b ORF2タンパク質の位置131にお
いて天然に起こるアミノ酸のプロリンアミノ酸への変化が関与していた。位置131にプ
ロリンがあると、発現変異体PCV2b ORF2タンパク質(「ORF2b-131P
」)のほとんどが、核で蓄積するのではなく昆虫細胞の細胞質で生じた。これにより、合
計発現レベルが上昇し、並びに、これらの昆虫細胞からの変異体PCV2b ORF2タ
ンパク質の回収がかなり容易になることが認められており、この細胞質状態では、衝撃が
少ない標準的な単離手順を用いることができたことから、多量のタンパク質を容易に単離
できた。さらに、ORF2b-131Pのほとんどが、効果的にアセンブルされてブタ用
のPCV2ワクチンで非常に有効なVLPとなったことが認められた。
これは、特にPCV2a ORF2タンパク質での状況と比較した場合に予想外のもの
であり、一方、PCV2bウィルスからのORF2タンパク質では、位置131の天然ア
ミノ酸は代表的にはトレオニンであるが、PCV2aウィルスでは一部は131位にトレ
オニンを有し、一部はプロリンを有する。しかしながら、昆虫細胞で発現される場合、P
CV2a ORF2の二つの変異体のいずれも核で蓄積しない。結果的に、この特定のア
ミノ酸位置が、昆虫細胞で発現される場合に、PCV2b ORF2タンパク質について
認められた核蓄積の原因であると推測するに足るものは全く示されていない。
さらにより顕著な点として、昆虫細胞での発現時にやはり核蓄積を示すPCV2d O
RF2タンパク質は、位置131のそれの天然トレオニンがプロリンに置換された後の細
胞質発現パターンに逆戻りできなかった。
明らかに、昆虫細胞でのPCV2 ORF2タンパク質の発現を取り巻く状況は、各遺
伝子型ごとに特有のものである。
131Pへのアミノ酸置換が昆虫細胞での発現時に核でのPCV2b ORF2タンパ
ク質の蓄積をどのようにして防止するかはわかっていない。本発明者らは、これらの所見
を説明する可能性がある理論やモデルに拘束されることを望むものではないが、PCV2
b遺伝子型のORF2タンパク質においてこの特定位置にプロリンアミノ酸を有すること
で、このORF2タンパク質の特性に変化が誘発されると推測される。その変化は、例え
ば、ORF2タンパク質の3次元折りたたみ又は疎水性プロファイルに影響する可能性が
あり、それが昆虫細胞内部でのそれの経路に影響し得る。
この発見は、組換え発現PCV2b ORF2タンパク質の利用可能性及び抗原的性質
を改善することで多くの有利な用途に道を開くものである。そして、これによって、有効
なブタ用PCV2サブユニットワクチンを容易に大規模製造できるようになるが、という
のも、それを単離するのに解離性が高い化合物や複雑な技術が全く必要ないことから、そ
の発現タンパク質を安価で安全かつ効率的な方法で製造することができる。
このようにして、本発明の1以上の目的を満たすことが可能であり、その結果、先行技
術の1以上の欠点を克服することができる。
従って、1態様において、本発明は、
a.遺伝子型2bのブタサーコウィルス2(PCV2b)からのORF2タンパク質を
コードするヌクレオチド配列、及び
b.前記ヌクレオチド配列に動作可能に連結されている転写制御配列
を含む異種核酸を含む昆虫細胞であって、
前記ヌクレオチド配列が、アミノ酸位置番号131にプロリンを有する変異PCV2b
ORF2タンパク質をコードすることを特徴とする昆虫細胞に関するものである。
組換えバキュロウィルスによる感染を介して異なるPCV2 ORFタンパク質を発現する昆虫細胞の培養物からのサンプルでのSDS-PAGEゲルの走査を示す図である。
列番号及び列の内容についての表示は、ゲル画像の上に描かれている。
列1及び18:分子量マーカー;kDaでの分子量を画像の左に示してある。
列2~5:ウィルス3によって感染した細胞;列2:上清;列3~5:細胞ペレット、
それぞれ30、20及び10μL。
列6~9:ウィルス6によって感染した細胞;列6:上清;列7~9細胞ペレット、そ
れぞれ30、20及び10μL。
列10~13:ウィルス7によって感染した細胞;列10:上清;列11~13細胞ペ
レット、それぞれ30、20及び10μL。
列14~17:BSAタンパク質の基準サンプル、それぞれ0.25、0.5、1及び
2μg。
組換えバキュロウィルスによる感染を介して異なるPCV2 ORFタンパク質を発現する昆虫細胞の培養物からのサンプルでのSDS-PAGEゲルの走査を示す図である。
列番号及び列の内容についての表示は、ゲル画像の上に描かれている。
列1及び16:分子量マーカー;kDaでの分子量を画像の左に示してある。
列2~5:ウィルス8によって感染した細胞;列2:上清;列3~5細胞パレット、そ
れぞれ30、20及び10μL。
列6~9:ウィルス9によって感染した細胞;列6:上清;列7~9細胞ペレット、そ
れぞれ30、20及び10μL。
列10:空。
列11~15:BSAタンパク質の基準サンプル、それぞれ0.25、0.5、1、2
及び3μg。
昆虫細胞発現PCV2 ORF2タンパク質から調製したワクチン投与を受けた後の、PCV2による攻撃感染を受けたブタの各種組織についての免疫組織化学検査からの結果をグラフで表したものである。組織結果は、扁桃腺、腸間膜リンパ節(「Mes. ln」)及び鼠径リンパ節(「Ing. ln」)について提供されている。
施した各種ワクチン(又は投与せず)を、横軸に示してある。縦軸は、特定の評点等級
に従ったIHC強度の任意のスコアを示している。
図3は、毒性PCV2bウィルスによる攻撃感染を受けた、セット1の群1~7におけ
る動物についてのIHC結果を表す図である。
昆虫細胞発現PCV2 ORF2タンパク質から調製したワクチン投与を受けた後の、PCV2による攻撃感染を受けたブタの各種組織についての免疫組織化学検査からの結果をグラフで表したものである。組織結果は、扁桃腺、腸間膜リンパ節(「Mes. ln」)及び鼠径リンパ節(「Ing. ln」)について提供されている。
施した各種ワクチン(又は投与せず)を、横軸に示してある。縦軸は、特定の評点等級
に従ったIHC強度の任意のスコアを示している。
図4は、動物が毒性PCV2dウィルスによって攻撃された、セット2の群1~7にお
ける動物についてのIHC結果を表す図である。
本発明に関して、「昆虫細胞」は、昆虫類生物由来の細胞である。その細胞は生存能力
を有しており(即ち、複製する能力を有する)、タンパク質発現可能とするのに十分完全
性がある。その細胞は休止状態又は活動状態であることができ、細胞周期のあらゆる段階
のものであることができる。昆虫細胞は、本発明において異なる方法;昆虫全体を用い;
昆虫の抽出物又は一部を用い;昆虫由来の初代細胞を用い;昆虫の組織若しくは器官を用
い;又は不死化昆虫細胞系を用いることで、で採用される。
本発明の昆虫細胞は、通常、好適な担体中に含まれている。そのような担体は、昆虫細
胞の生存能力を維持する組成物であり、例えば、緩衝溶液又は培地のような液体である。
昆虫全体の使用の文脈では、昆虫生物自体の身体が担体として機能する。
本明細書で使用される場合、「を含む(comprising)」(並びに、「含む(
comprise)、「含む(comprises)」、及び「含んだ(compris
ed)」のような派生語)という用語は、この用語が用いられている本文、段落、特許請
求の範囲などにより保護され又は包含され、本発明に関して考え得る全ての要素及び任意
の可能な組合せを、そのような要素又は組合せが明示的に列挙されていない場合であって
も示すことを意図し、そのような要素又は組合せのいずれをも排除することを意図するも
のではない。
従って、いずれかのそのような本文、段落、特許請求の範囲などはまた、「を含む(c
omprising)」(又はその派生語)なる語が「からなる(consist of
)」、「からなり(consisting of)」または「から本質的になる(con
sist essentially of)」のような語によって置換されている1以上
の実施形態に関するものであり得る。
本発明に関して、核酸は、その核酸が細胞が由来する親昆虫細胞の核酸中に存在しなか
った場合、それを含む昆虫細胞に対して「異種」である。核酸は、あらゆる種類のもので
あることができ、例えばDNA又はRNAであることができる。
本発明の異種核酸は、各種方法で、例えばトランスフェクション又は恐らくは担体上で
の核酸のエレクトロポレーションにより、或いは、例えばウィルスのような組換え微生物
による感染によって、本発明による昆虫細胞中に導入することができる。
ヌクレオチド配列は、それの転写及び/又は翻訳によってタンパク質が発現される場合
に、そのタンパク質を「コードしている」又は類似の表現で「コードする」。代表的には
、タンパク質をコードすることができるそのようなヌクレオチド配列は、オープン・リー
ディング・フレーム(ORF)と称され、タンパク質の翻訳を早期に終了するであろう望
ましくない終止コドンが全く存在しないことを示している。そのようなヌクレオチド配列
は、完全タンパク質をコードする遺伝子であることができるか、タンパク質の一部分を例
えば成熟又は分泌型のタンパク質のみをコードする、即ち「リーダー」、「アンカー」又
は「シグナル配列」を持たない遺伝子断片であることができる。ヌクレオチド配列は、天
然起源又は合成起源のものであることができる。
本発明に関して、「タンパク質」は、アミノ酸の分子鎖である。タンパク質は、天然若
しくは成熟タンパク質、プレ若しくはプロタンパク質、又はタンパク質の一部であること
ができる。特に、ペプチド類、オリゴペプチド類及びポリペプチド類が、タンパク質の定
義に含まれる。
本発明に関しての「ORF2」タンパク質は、PCVのゲノム上のオープン・リーディ
ング・フレーム2(ORF2)によって又はORF2の一部によってコードされるタンパ
ク質を指す。全長PCV2 ORF2タンパク質は、通常、長さ233アミノ酸であり、
SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)で調べると、相対分子量
約26kDaを示す。しかしながら、切断型のORF2タンパク質が公知であり、本発明
に有利に用いることができ、例えば、それのN末端側から30アミノ酸を欠く切断型のP
CV2 ORF2タンパク質である。ORF2タンパク質は、カプシドとも称され、そし
て、コードする核酸配列は、ORF2遺伝子又はカプシド遺伝子と称される。
コード領域の分析を支援し、簡便な方法でそのようなデータを表すことができるコンピ
ュータプログラムが、多様な供給者から市販されている。
「ブタサーコウィルス2」又はPCV2は、形態的、ゲノム的及び生化学的特徴のよう
なそれの分類群の特徴的特性、並びに生理的、免疫的若しくは病理的挙動のような生物学
的特徴を有する、その種のサーコウィルスを指す。
当業界で公知のように、微生物の特定の種としての分類は、そのような特徴の組み合わ
せに基づくものである。従って、本発明は、例えば亜種、株、単離物、遺伝子型、変異体
、サブタイプ若しくは下位群のようないずれかの方法で下位分類されるPCV2も含む。
本発明における特定のPCV2は、現在その種に割り当てることができるが、しかしな
がらそれは分類学的分類であって、新たな識見により新たな若しくは異なる分類群への再
分類がなされ得ることから、時間が経つと変わり得るものであることは本発明の当業者に
は明らかであろう。しかしながら、その微生物自体又はそれの抗原性レパートリーを変え
るのではなく、それの科学的名称若しくは分類を変えるだけであることから、そのような
再分類された微生物は、本発明の範囲に留まる。
本発明で使用されるPCV2は、例えば野生の又は農場のブタからの又は各種研究室、
(寄託)施設若しくは(獣医)大学からのフィールド単離物のような各種入手源から得る
ことができる。或いは、それのゲノム核酸を合成し、それを適切な細胞にトランスフェク
ションすることで、PCV2をデジタル配列データから再構築することができる。
ヌクレオチド配列を比較することで、PCV2の遺伝子型決定を行う。本発明に関して
、「遺伝子型2bのPCV2」又は「PCV2b」は、セガールズの方法(Segale
sら,2008,Vet.rec.vol.162,p.867-868)を用いて遺伝
子型群bに分類されるPCV2ウィルスである。この方法は、PCV2 ORF2遺伝子
間のP-距離、即ちそれらのPCV2 ORF2遺伝子のヌクレオチドの総数当たりの二
つのPCV2 ORF2遺伝子間で異なるヌクレオチドの比に基づくPCV2遺伝子型決
定を用いる。セガールズ(Segales)らによって確認されたPCV2の異なる遺伝
子型についてのカットオフは、0.035のORF2 P-距離であることから、P差が
それより小さい場合、その二つの配列は同じ遺伝子型に属する。
本発明については、遺伝子型2bのPCV2の基準ウィルスは、株48285とも称さ
れる単離物「Imp.1011」であり、それについては、ゲノム配列が、受託番号AF
055394下にGenBank(商標名)で公開されている。
結果的に、セガールズ(Segales)ら(上記)の方法を用いて計算された株48
285のORF2遺伝子で0.035未満のORF2遺伝子P-距離を有するPCV2ウ
ィルスが、本発明におけるPCV2bウィルスである。
しかしながら、そして当業者にはわかるように、PCVのゲノムは一本鎖でありそして
円形であることから、ORF2遺伝子のコード領域は、特定の直線ヌクレオチド配列から
直接明らかになることはできず、そのヌクレオチド配列を、反転、補完及び/又は回転さ
せる必要があり得る。例えば、GenBank受託番号:AF055394でのPCV2
b株48285のゲノム配列において、ORF2遺伝子は、ヌクレオチド番号314から
nt.1まで直線状の公開された鎖上を進み、nt.1767からnt.1383(それ
を含む)まで続き;同時に、それはORF2遺伝子の699ヌクレオチド(終止コドンを
含まない)を表し、公開されている鎖のこの領域に対して相補的である鎖によってコード
されている。やはり、コード領域のそのような分析及び表示は、市販のコンピュータプロ
グラムを用いて簡便に行うことができる。
同様の手法が、本明細書で用いられる「PCV2遺伝子型2a」(PCV2a)、及び
「PCV2遺伝子型2d」(PCV2d)に適用され;PCV2aについての基準ウィル
スは、単離物「Imp.1010」(「Stoon1010」とも称される)、受託番号
:AF055392であり;及びPCV2dについての基準ウィルスは、単離物「S99
-1542/3a」、受託番号:JX512856である。
ウィルスをPCV2ウィルスと同定し、それのORF2遺伝子のヌクレオチド配列を決
定し、株48285のORF2遺伝子と比較したP-距離を計算する方法は公知であり、
本発明の当業者には容易に利用可能である。
「転写制御配列」は、典型的にはDNA中の核酸の機能性領域であり、それは,制御因
子の結合を介して、細胞のタンパク質-発現機構を誘発して、DNAの下流コード領域の
RNAへの転写を開始及び実行する。そのような転写制御領域(TCR)は、プロモータ
ーとも称することもでき、通常は、最初の開始コドンの約30~40ヌクレオチド上流に
位置する「転写開始部位」のような多くの制御領域を含む。他の公知の保存要素は、TA
TAボックス、CAATボックス及びGCボックスである。TCRは、転写の時期、期間
、条件及びレベルに影響し得る結合制御因子に関与するいわゆるエンハンサーも含むこと
ができる。
結果的に、転写(及びそれに続く翻訳)は、使用されるTCR及び全体としての遺伝子
構築物の詳細に応じて一時的性質又は永久的性質のものであることができ、即ち一時的発
現又は安定な発現であることができる。
(異種)遺伝子の発現のためのTCRは、その下流コード領域の転写を効果的に駆動で
きる必要がある。これは一般に、遺伝子に「動作可能に連結されている」TCRと称され
、それによって、その遺伝子は、TCRの「制御下」にあるか、TCR「によって駆動さ
れる」。これは一般に、TCR及びコード領域が有効な近位で同一分子上で連結されてお
り、それらの間に、効果的な転写に介入すると考えられるシグナルや配列が全くないこと
を意味している。
「変異PCV2b ORF2タンパク質」は、発現PCV2b ORF2タンパク質が
そのタンパク質の野生型と同一ではなく突然変異を含む、ことを示す働きをする。そのよ
うな突然変異は、イン・ビボ又はイン・ビトロ技術を用いて,異なる方法で導入すること
ができる。しかしながら、最も有効なのは、組換えDNA技術を用いて細菌プラスミドに
おけるPCV2b ORF2遺伝子をサブクローニングし、例えばポリメラーゼ連鎖反応
(PCR)及び合成プライマーを用いて所望の位置に所望の突然変異を導入するというも
のである。詳細については、後述の実施例にある。このようにして、例えば、GenBa
nk受託番号AF055394からの親PCV2b ORF2遺伝子のDNA配列を操作
することで、アミノ酸位置131:5′-aca-3′でトレオニンをコードする野生型
ヌクレオチドトリプレットを突然変異させて、プロリンをコードするトリプレット:5′
-ccc-3′とした。
ORF2遺伝子のコドン最適化によりさらなる操作を行って、それを昆虫細胞及び/又
はバキュロウィルスのコーディング選択とより良好に適合させることができる。例えば、
Hooft van Iddekingeら,1983,Virology,vol.1
31,p.561-565で公開されているAcMNPVバキュロウィルスからのポリへ
ドリン遺伝子のコドン選択を用いる。異種発現のための遺伝子のコドン最適化の考え方は
公知であり;典型的には、そのような突然変異は全てサイレントであり、それは、これが
コードヌクレオチド配列を変えるが、コードされたタンパク質のアミノ酸配列を変えない
ことを意味している。詳細は実施例にある。
コドン最適化は、昆虫細胞でのORF2タンパク質の発現のレベルを高めることが認め
られた。わずかではあるが、それは、昆虫細胞で発現される場合、野生型PCV2b O
RF2タンパク質の核局在も変えた。しかしながら、昆虫細胞における核蓄積の実質的な
防止は、PCV2bからのORF2タンパク質については、位置131のアミノ酸のプロ
リンによる置換によってのみ得られると考えられる。
本発明において、「野生型」は、野生の状態での天然の形である(微)生物の形態、例
えば、ヒトによる介入によって変化する前の親生物の形態を指す。
本発明における変異PCV2b ORF2タンパク質を発現する異種核酸の発生、構築
及びアセンブリは、クローニング、トランスフェクション、組換え、選択及び増幅を含む
公知の分子生物学的技術によって行うことができる。これらの技術及び他の技術について
は、Sambrook&Russell:″Molecular cloning:a
laboratory manual″(2001,Cold Spring Harb
our Laboratory Press;ISBN:0879695773);Au
subelら,Current Protocols in Molecular Bi
ology(J.Wiley and Sons Inc.,NY,2003,ISBN
:047150338X);C.Dieffenbach & G.Dveksler:
″PCR primers:a laboratory manual″(CSHL P
ress,ISBN0879696540);and″PCR protocols″,
J.Bartlett and D.Stirling(Humana press,I
SBN:0896036421)のような標準的な書物にかなり詳細に説明されている。
本発明において、特定の「アミノ酸位置」は、そのPCV2遺伝子型についての基準株
からの全長ORF2タンパク質のアミノ酸配列におけるそのアミノ酸の番号に基づいて番
号付けされる。PCV2bの場合、基準株は48285であり、それのORF2タンパク
質の全長アミノ酸配列は、受託番号AAC35331下でGenBankで公開されてい
る。
本発明による昆虫細胞は、ORF2b-131Pを発現することができ;変異PCV2
b ORF2タンパク質(大部分)はもはや核では蓄積せず、しかし、昆虫細胞の細胞質
全体に分散される。未変異の対応物と比較した変異PCV2b ORF2タンパク質の細
胞位置におけるこの相違は、特に、免疫蛍光技術を用いる(光学)顕微鏡検査及び肉眼観
察によって容易に検出することができる。詳細は、実施例の部にある。
ORF2b-131Pタンパク質の核蓄積の残留レベルは、昆虫細胞において変異PC
V2b ORF2タンパク質を発現するのに用いられる遺伝子構築物に応じて若干異なる
のが認められ:Bac-to-Bacシステムを用いて行われた組換えバキュロウィルス
を介した発現はなお、若干の核蓄積を示しており、例えば、野生型PCV2b ORF2
タンパク質について観察されるレベルの約10%であった。しかしながら、変異体タンパ
ク質をProEasyシステムを介して構築された組換えバキュロウィルスから産生させ
た場合、検出可能な核蓄積は全く認められなかった。さらに、タンパク質発現のレベルは
、Bac-to-Bac組換えバキュロウィルスによって産生されたものより高かった。
これは、恐らく使用される遺伝子構築物の構成から説明することができ:Bac-to
-Bac構築物から製造される組換えバキュロウィルスは、まだそれらのゲノム中のトラ
ンスファーベクターの発現カセットからの要素、例えばトランスポゾン及び抗生物質抵抗
遺伝子を有している。これらは、複製及び発現のレベルに影響し得る。しかしながら、P
roEasy組換え物は、もはやそのような別の遺伝要素を持たない。
本発明の好ましい実施形態及び他の態様の詳細に関して、下記に記載する。
1実施形態において、変異体PCV2b Orf2タンパク質をコードするヌクレオチ
ド配列は、コドン最適化されている。より好ましくは、AcMNPVバキュロウィルスの
ポリへドリン遺伝子のコドン選択に合致するようにコドン最適化されている。
最も好ましくは、変異体PCV2b Orf2タンパク質をコードするヌクレオチド配
列は配列番号1である。これは、PCV2b株48285のORF2配列を表し、ここで
、トリプレットコードアミノ酸位置番号131は、プロリンをコードする5′-ccc-
3′に変異されている。さらに、コドン使用は、AcMNPVポリへドリン遺伝子のコド
ン選択に適合するように調節されている。次に、配列番号2は、配列番号1によってコー
ドされるORF2b-131Pタンパク質配列を列記している。
PCV2b ORF2遺伝子に適用された突然変異の結果として、特にコドン最適化の
ゆえに、配列番号1とAF055394の相当する領域、野生型ORF2b遺伝子との間
のヌクレオチド配列同一性は77.2%である。しかしながら、コドン最適化突然変異が
サイレントであることから、配列番号2とAAC35331(株48285からの野生型
PCV2b ORF2タンパク質のアミノ酸配列である)との間のアミノ酸配列同一性は
99.6%であり、即ち、位置131のアミノ酸における相違があるのみである。
各種昆虫からの細胞の使用は公知である。これらのいくつかは、バキュロウィルスで感
染させることができることから、バキュロウィルス-昆虫細胞発現系の内容で使用するこ
ともできる。例えば、Chenら,2005,In vitro Cell.Dev.B
iol.Anim.,vol.41,p.43-49を参照する。
従って、1実施形態において、本発明による昆虫細胞は、オートグラファ・カリフォル
ニカ(Autographa californica)(アルファルファ・ルーパー)
、スポドプテラ・フルギペルダ(Spodoptera frugiperda)(ツマ
ジロクサヨトウ)、スポドプテラ・エクシグア(Spodoptera exigua)
(ビートアワヨトウ)、トリコプルシア・ニ(Trichoplusia ni)(キャ
ベツルーパー)、リマントリア・ディスパー(Lymantria dispar)(マ
イマイガ)、ボムビックス・モリ(Bombyx mori)(カイコ)、アンチカルシ
ア・ゲンマタリス(Anticarsia gemmatalis)(ベルベットビーン
・キャタピラ(velvetbean caterpillar))、ヘリオチス・ビレ
センス(Heliothis virescens)(オオタバコガ)、ヘリオチス・サ
ブフレクサ(Heliothis subflexa)(サブフレクス・ストロー・モス
(Subflexus straw moth))、マメストラ・ブラシカエ(Mame
stra brassicae)(コナガ)、ヘリコベルパ・アルミゲラ(Helico
verpa armigera)(オオタバコガ幼虫(cotton bollworm
))、ヘリコベルパ・ゼア(Helicoverpa zea)(オオタバコガ幼虫(c
orn earworm))、アグロチス・イプシロン(Agrotis ipsilo
n)(タマナヤガ)、アナグラファ・ファルシフェラ(Anagrapha falci
fera)(セロリルーパー(celery looper))、ガレリア・メロネラ(
Galleria mellonella)(ハチノスツヅリガ)、ラチプルシア・オウ
(Rachiplusia ou)(クレー・ルーパー(gray looper))、
プルテラ・キシロステラ(Plutella xylostella)(コナガ)、ドロ
ソフィラ・メラノガスター(Drosophila melanogaster)(ミバ
エ)、及びアエデス・アエギプチ(Aedes aegypti)(蚊)からなる群から
選択される昆虫由来である。
1実施形態において、本発明による昆虫細胞は、鱗翅目からの;より好ましくはヤガ科
からの;さらにより好ましくはスポドプテラ(Spodoptera)属若しくはトリコ
プルシア(Trichoplusia)属の一つからの昆虫由来である。
1実施形態において、本発明による昆虫細胞は、スポドプテラ・フルギペルダ(Spo
doptera frugiperda)種の昆虫由来である。
1実施形態において、本発明による昆虫細胞は、トリコプルシア・ニ(Trichop
lusia ni)種の昆虫由来である。
異種タンパク質発現のために完全な昆虫を飼育することは、知られており、実施可能で
あり、そのように本発明による昆虫細胞を適用することができる。しかしながら、制御さ
れた条件下でのより柔軟な製造及び規模拡大を許容することから、不死化昆虫細胞系の形
態で昆虫細胞を利用することがより簡便であろう。次に、そのような確立された昆虫細胞
系を用いて、本明細書に記載の通常の方法によって、本発明による昆虫細胞を構築するこ
とができる。
そのような使用に好適な公知の昆虫細胞系は、Sf9及びSf21(両者ともS.フル
ギペルダ(S.frugiperda)由来である);T.ニ(T.ni)由来のHig
h Five(商標名)(Hi-5);B.モリ(B.mori)由来のBm5;並びに
L.ディスパー(L.dispar)由来のLd652Y及びLdEItaである。
従って、1実施形態において、本発明による昆虫細胞は、Sf9、Sf21、Hi-5
、Bm5、Ld652Y及びLdEItaからなる群から選択される昆虫細胞系、又はこ
れらのうちの一つに由来する細胞系の細胞から産生される。
好ましくは本発明による昆虫細胞は、Sf9又はSf21の昆虫細胞系から産生される
昆虫細胞系の培養のための手順、装置及び材料は公知であり、任意の所望の規模で、例
えば5mLから5000リットルまでで使用することができる。特に、特殊化昆虫培地が
入手可能であり、例えばSf-900(商標名)(Thermo Fisher Sci
entific);Ex-Cell(商標名)400シリーズ(Sigma Aldri
ch);及び昆虫-XPRESS(商標名)(Lonza)である。
これらの培地の特徴に応じて、それらは、一定パーセントの血清、例えばウシ胎仔血清
の添加を必要とするか、無血清で用いることができる。グルタミン、抗生物質、消泡剤な
どのさらなる添加剤を加えることができる。
本発明による昆虫細胞が本発明における異種核酸を含むことができるようにする方法は
いくつかあり、1例として昆虫細胞のゲノムでの安定な組み込みによるものがある。ゲノ
ム組み込みを行う方法は、例えば、トランスポゾン技術によるようなランダム挿入による
もの、又は例えば相同組み換え若しくはCRISPR-Cas技術を用いる定方向挿入に
よるものである。
別法として、昆虫細胞を、化学的手段(例えば、リポフェクチン(商標名))又は物理
的手段(例えば、エレクトロポレーション)によって、自体がプラスミドのような担体上
に存在することができる異種核酸でトランスフェクションすることができる。その異種核
酸は、昆虫細胞中で、一時的に又は安定的に発現され得る。
しかしながら、そのような異種核酸を本発明による昆虫細胞に導入する好ましい方法は
、組換えバキュロウィルスの使用によるものである。そのようなバキュロウィルスは、例
えば、それのウィルスゲノムに安定に組み込まれ、強いバキュロウィルスプロモーター、
例えば最晩期遺伝子p10若しくはポリへドリンのプロモーターに動作可能に連結された
対象の異種遺伝子を含むであろう。
従って、本発明による昆虫細胞の1実施形態において、転写制御配列は、バキュロウィ
ルスp10遺伝子プロモーター又はバキュロウィルスポリへドリン遺伝子プロモーターで
ある。
次に、組換えバキュロウィルスを昆虫細胞に進入させる:それは、例えば、組換えバキ
ュロウィルスのゲノムのトランスフェクションによって受動的に、又は、感染性組換えバ
キュロウィルスによる感受性昆虫細胞の感染によって能動的に行うことができる。その昆
虫細胞は、内部に組換えバキュロウィルス又はそのゲノムを含むことで、本発明における
異種核酸も含むであろう。本発明に関して、「細胞内部に」は、単純に組換えバキュロウ
ィルスゲノムの位置を指し、例えば細胞質中の昆虫細胞の細胞膜の内側にあるということ
である。
昆虫細胞内で組換えバキュロウィルス又はそれのゲノムを複製させて、昆虫細胞中で異
種遺伝子の発現を生じさせる。次に、異種発現生成物を、その昆虫細胞から又は細胞培地
のような細胞の環境から回収することができる。
従って、本発明による昆虫細胞の1実施形態において、異種核酸は、組換えバキュロウ
ィルスゲノム中に含まれる。
「バキュロウィルス」は、バキュロウィルス科の構成員であり、好ましくはα-バキュ
ロウィルス属の構成員である。
本発明におけるバキュロウィルスは、その野生型と比較してヒト介入によって変化して
異種核酸を含むようになっている場合、それは「組換え体」である。好ましくは、そのよ
うな組換えバキュロウィルスは、遺伝子操作の方法によって産生される。
当業者にはわかるように、特定の培養容器中又は培養プレートのウェル中での本発明に
よる昆虫細胞を考えると、本発明における異種核酸を実際に含む細胞の数はダイナミック
(dynamic)であろう。それは、細胞の周期状況又は感染若しくはトランスフェク
ションのレベルのような多くの生物学的理由による。異種核酸を含み発現する細胞ができ
るだけ多く有することが好ましいが、特定の時点でその群の各及び全ての個々の昆虫細胞
がその異種核酸を含む必要はない。
昆虫細胞及び組換えバキュロウィルスの併用は、異種タンパク質の発現に関して、一般
に、「バキュロウィルス-昆虫細胞発現系」と称される。この系についての論文、書籍又
は総覧の例は、Luckowら,1988,Bio-technology,vol.6
,p.47;Baculovirus Expression Vectors:A L
aboratory Manual by David R.O′Reilly,Oxf
ord University press,1993,ISBN:071677017
2;The Baculovirus Expression System:A la
boratory guide,ed.King&Possee,1992,ISBN:
9401050473であり、総覧はvan Oersら,2015,J.of Gen
.Virology,vol.96,p.6-23である。
バキュロウィルス-昆虫細胞発現系を用いる効率的な発現は、研究室規模から非常に大
きい工業的規模の製造まで用いることができる。バキュロウィルス-昆虫細胞発現系が知
られている多様な起源の異種遺伝子はこれまで30年間発現されており、この技術の適用
に関して、多くのツールが市販されている。
いくつかのバキュロウィルス種が、昆虫細胞での異種タンパク質の発現のための簡便な
ベクターとして用いられてきた。バキュロウィルス-昆虫細胞発現系で使用されるバキュ
ロウィルスの例は、オートグラファ・カリフォルニカ(Autographa cali
fornica)(アルファルファ・ルーパー):AcMNPVの、又はボムビックス・
モリ(Bombyx mori):BmNPVの(マルチカプシド(multicaps
id))核多角体病ウィルスである。
本発明における異種核酸を含む組換えバキュロウィルスの1実施形態において、前記バ
キュロウィルスは、AcMNPV又はBmNPVである。
本発明での使用のための組換えバキュロウィルスを効率的に発生及び選択するために、
多くのツール及びキットが市販されている。例えば、Bac-to-Bac(商標名)(
Thermo Fisher Sci.,Waltham,MA.,USA);ProE
asy(商標名)(AB Vector,San Diego,CA.,USA);及び
flashBAC(商標名)(Oxford Expression Technolo
gies,Oxford,UK)である。
複製レベル及びタンパク質発現レベルを最適化するには、本発明における異種核酸を含
む組換えバキュロウィルスは、好ましくは、当然のことながら異種核酸の挿入及びその後
の挿入遺伝子座での破壊若しくは欠失を除いて、野生型バキュロウィルスにできるだけ近
いものである。実際のところ、それは、組換えバキュロウィルスが好ましくは、それのゲ
ノムにおける組換えプロセスからのさらなる遺伝的要素、例えばタグ、標識、マーカー遺
伝子、トランスポゾン要素、抗生物質抵抗性遺伝子のような要素を含まないことを意味す
る。
従って、1実施形態において、本発明における異種核酸を含む組換えバキュロウィルス
は、そのゲノムに組換えプロセスからのさらなる遺伝的要素を含まない。
好ましい実施形態において、組換えバキュロウィルスは、その組換えバキュロウィルス
の構築に用いたトランスファーベクターからの抗生物質抵抗性遺伝子を含まない。
本発明による昆虫細胞の1実施形態において、下記のものからなる群から選択される条
件の1以上又は全てが適用される;
-変異体PCV2b Orf2タンパク質をコードするヌクレオチド配列が最適化され
ている、より好ましくは、AcMNPVバキュロウィルスのポリへドリン遺伝子のコドン
選択に一致するようにコドン最適化されている;
-変異PCV2b ORF2タンパク質をコードするヌクレオチド配列は、配列番号1
である;
-本発明による昆虫細胞は、鱗翅目からの;より好ましくはヤガ科からの;さらにより
好ましくはスポドプテラ(Spodoptera)属若しくはトリコプルシア(Tric
hoplusia)属の一つからの昆虫由来である;
-本発明による昆虫細胞は、スポドプテラ・フルギペルダ(Spodoptera f
rugiperda)種の昆虫由来である;
-本発明による昆虫細胞は、トリコプルシア・ニ(Trichoplusia ni)
種の昆虫由来である;
-本発明による昆虫細胞は、Sf9、Sf21、Hi-5、Bm5、Ld652Y及び
LdEItaからなる群から選択される昆虫細胞系、又はこれらのうちの一つに由来する
細胞系の細胞から産生される;
-本発明による昆虫細胞は、Sf9又はSf21の昆虫細胞系から産生される;
-前記転写制御配列は、バキュロウィルスp10遺伝子プロモーター又はバキュロウィ
ルスポリへドリン遺伝子プロモーターである;
-前記異種核酸は、昆虫細胞内部にある組換えバキュロウィルスゲノム中に含まれる;
-本発明における異種核酸を含む組換えバキュロウィルスは、AcMNPV又はBmN
PVである;及び
-本発明における異種核酸を含む組換えバキュロウィルスは、そのゲノムにおける組換
えプロセスからのさらなる遺伝的要素を含まない。
本明細書で記載のように、本発明に関して記載のPCV2b ORF2タンパク質への
突然変異によって、本発明による昆虫細胞からのORF2b-131Pタンパク質の発現
増加が可能となる。特に、それによって、この突然変異なしで可能であるよりもかなり高
い程度までのPCV2b ORF2タンパク質を含むVLPの発生が可能となる。
従って、さらなる態様において、本発明は、変異PCV2b ORF2タンパク質がア
ミノ酸位置番号131にプロリンを有することを特徴とする、変異PCV2b ORF2
タンパク質のウィルス様粒子(VLP)に関する。
ORF2b-131Pタンパク質のVLPの特性決定及び使用のための材料及び方法は
、当業界で公知である。
好ましくは、昆虫細胞での本発明における変異PCV2b ORF2タンパク質の発現
は、上記のようなバキュロウィルス-昆虫細胞発現系の使用によって行われる。
従って、さらなる態様において、本発明は、バキュロウィルス-昆虫細胞発現系の使用
を用いる、本発明による昆虫細胞での変異PCV2b ORF2タンパク質の発現方法に
関する。
特に、本発明における変異PCV2b ORF2タンパク質の発現に使用される本発明
による昆虫細胞が昆虫細胞系の細胞である場合、それらは、標準的な細胞培養装置を用い
て簡便に培養することができ、それによって、変異PCV2b ORF2タンパク質が発
現される。適切な温度でインキュベーションキャビネットに置かれた簡単なT型培養瓶若
しくはスピナーフラスコから、最終的には温度、pH及び溶存酸素などの工程パラメータ
を自動制御された加熱マントル、攪拌機及びスパージャーを搭載した大規模工業用発酵槽
までの任意の規模で昆虫細胞培養装置を使用可能である。
本発明による昆虫細胞の培養に続き、発現された変異PCV2b ORF2タンパク質
を、さらなる使用のために昆虫細胞培養物から回収する。培養と同様に、そのような回収
は、当業界で公知の標準的手順を用いて行うことができる。さらに、必要な場合、培養物
を最初に、物理的(例えば、熱、放射線照射)又は化学的(例えば、ブロモ-エチレンイ
ミン(BEI))手段によって失活(即ち、滅菌)させることができる。
使用される昆虫細胞の特徴及び適用される発現の型に応じて、発現された変異PCV2
b ORF2タンパク質は、昆虫細胞内部又はその膜で蓄積するか、細胞から分泌される
。実際に分泌されていない場合であっても、タンパク質は、細胞が破裂する時にある程度
まで細胞の培地中に存在し得る。
発現タンパク質の回収方法を選択することができる。
発現タンパク質が主として培地中に存在している場合、これは、例えば、培養物の遠心
後の上清として回収することができる。次に、培養物体積のバルクを、例えば濃縮を用い
て、簡便にはいずれも当業界で公知の何らかの限外濾過方法によって、所望の程度まで低
下させることができる。
タンパク質が主として細胞中にある場合、これらは、例えば、培養物の遠心及びより小
さい体積で細胞ペレットを再懸濁させることで、培養体積のバルクから単離することがで
きる。次に、その細胞を、多かれ少なかれ侵襲性の技術を用いて破壊することができる。
次に、何らかの抽出及び/又は精製方法を用いて、発現タンパク質を得ることができる
これはいずれも、公知の方法及び材料のみを用いて当業者が行うことができる。
従って、さらなる態様において、本発明は、アミノ酸位置番号131にプロリンを有す
る変異PCV2b ORF2タンパク質の製造方法であって、
-本発明による昆虫細胞を培養すること;及び
-当該変異PCV2b ORF2タンパク質を昆虫細胞培養物から回収すること
から選択される一方又は両方の段階を含む方法に関する。
本発明の特に有利な結果は、変異PCV2b ORF2タンパク質が、もはやそれが発
現される昆虫細胞の核で蓄積しないという点である。それによって、総発現レベルが高く
なっただけでなく、これらの昆虫細胞からの変異PCV2b ORF2タンパク質の回収
も非常に容易になった。理由としては、この細胞質状態では、非常に衝撃が小さい標準的
な単離手順を用いることができ、比較的多量の変異PCV2b ORF2タンパク質が得
られたからである。さらに、ORF2b-131PのほとんどがVLPに効果的にアセン
ブリされたことが見出されたので、回収されたタンパク質は、優れた免疫学的品質であっ
た。
より具体的には、実質的な量で未変異のPCV2b ORF2タンパク質を回収するに
は、洗浄剤又はカオトロピック剤、例えばSDS、尿素、デオキシコール酸塩又はグアニ
ジン-HClなどのような化学剤を用いることによる抽出が必要であろう。次に、これら
を再度除去する必要があろう。そのような攻撃的な化学剤を大規模で使用することは、当
然のことながら望ましくない。
しかしながら、化学剤を用いずに、安全、簡便、そして非常に温和な技術により昆虫細
胞の超音波処理又は冷凍-解凍を行うことで、変異PCV2b ORF2タンパク質の回
収を行うことができる。
従って、本発明による変異PCV2b ORF2タンパク質の製造方法の1実施形態に
おいて、昆虫細胞培養物から変異PCV2b ORF2タンパク質を回収する段階では、
洗浄剤やカオトロピック剤は用いない。
1実施形態において、その回収では、昆虫細胞の物理的であり、そして化学的ではない
溶解方法を用い;物理的細胞溶解方法の例は、超音波処理、冷凍-解凍及びフレンチプレ
スである。
本発明において、昆虫細胞の「培養物」又は類似の「培養」は、適切な条件下で昆虫細
胞をインキュベートすることを指し、その細胞が増殖及び分裂し、異種挿入物を発現でき
るようにする。
昆虫細胞のそのような培養では、典型的には、適切な細胞培地及び簡便な装置の使用を
含み;いずれも当業界では公知であり、市販されている。例えば、スポドプテラ(Spo
doptera)属又はトリコプルシア(Trichoplusia)属の昆虫からの細
胞系の培養物は、通常、26~28℃で単層又は懸濁液で、好気性条件下で培養される。
実際の条件下では、明昆虫細胞を発生させるための別個の培養容器を、感染若しくはト
ランスフェクションされる昆虫細胞の培養に用いられる装置から十分に見えるようにする
ことが便宜である。通常、昆虫細胞は、マスター細胞ストック及び作業用細胞ストックと
して準備する。このアプローチによって、医薬用途用の組換えタンパク質の製造に必要な
品質管理レベルが可能となる。
本発明による変異PCV2b ORF2タンパク質の製造方法の1実施形態において、
製造されたタンパク質は、VLPの形態のものである。
本発明による変異PCV2b ORF2タンパク質の製造方法を行うことで、変異PC
V2b ORF2タンパク質を、十分な量で必要とされる免疫学的効力で製造し、PCV
2又は関連する疾患徴候に対するワクチンを製造することができる。
従って、さらなる態様において、本発明は、PCV2による感染又は関連する疾患徴候
を軽減するためのブタ用ワクチンであって、当該ワクチンが薬学的に許容される担体中に
変異PCV2b ORF2タンパク質を含み、前記変異PCV2b ORF2タンパク質
がアミノ酸位置番号131にプロリンを有することを特徴とするワクチンに関する。
1実施形態において、本発明によるワクチンは、遺伝子型2a、2b、及び/又は2d
のPCV2による感染の低減のためのものである。
より好ましくは、当該ワクチンは、PCV2bによる感染の低減のためのものである。
「ワクチン」は、薬学的に許容される担体中に免疫活性化合物を含む組成物であること
が知られている。「免疫活性化合物」は、「抗原」の形態の場合、接種された標的の免疫
系によって認識されて、免疫応答を誘発する。その応答は、先天性免疫系から及び/又は
後天性免疫系を起源とし得るものであり、細胞型及び/又は体液型であり得る。
本発明において、「ブタ」は、イノシシ科の動物、好ましくはイノシシ属の動物、例え
ば野生及び家畜のブタ、イノシシ、バビルサ又はイボイノシシを指す。これは、雌ブタ、
雄ブタ、(成体)ブタ、雌ブタ(gilt)、離乳仔、又は子ブタなどの性別若しくは動
物齢を指す任意の名称によって示されるブタも含む。
本発明によるワクチンは、「PCV2による感染低減」を提供することができ、これは
、標的動物におけるPCV2による増殖感染の確立若しくは増殖を予防若しくは低減する
ことを指す。これは、例えば、ウィルス負荷の軽減又はウィルス複製期間の短縮によって
達成される。次に、それによって、標的動物において、ウィルス感染によって生じる疾患
の病変の数、強度若しくは重度及び結果として生じる臨床徴候の低減が生じる。そのよう
なワクチンは、口語表現で、PCV2「に対する」ワクチン又は「PCV2ワクチン」と
称される。
好ましい実施形態において、本発明によるワクチンは、PCV2ウィルス血症の予防に
おける補助として及び/又は感染動物によるPCV2の排出の防止における補助として作
用する。
PCV2による感染に対するワクチン効力に加えて、本発明によるワクチンは、二次疾
患又は併発症として起こり得るブタサーコウィルス関連疾患(PCVAD)を指す「関連
する疾患徴候の低減」も提供することができる。PCV2の場合のように、本発明による
ワクチンは、そのようなPCVADの症状若しくは結果の重度及び/又は期間の軽減/短
縮を提供することができる。
PCV2ワクチンは、PCV2ウィルスの複製及び蔓延を減らす。これによって、血液
、肺、及びリンパ組織(例えば、扁桃腺、脾臓及びリンパ節)におけるPCV2ウィルス
負荷を低減し、リンパ球枯渇、感染の蔓延に対して、そしてPCV2関連疾患に対して保
護を行う。結果的に、これによって、死亡率低下、より良好な平均1日体重増、飼料効率
向上及び繁殖歩留まりの向上というパラメータの1以上で反映されるように、ワクチン接
種されたブタの群れにおける総体的健康及び成績が回復される。
PCV2ワクチンの有効性の一般的な確認は、通常の実務者の技術の範囲内である。こ
れは例えば、ワクチン接種後の免疫応答をモニタリングすることで、又は攻撃感染後の臨
床症状の出現若しくは死亡率を調べること、例えば、標的の疾患徴候、臨床スコア、血清
学パラメータをモニタリングすることで、又は、攻撃病原体の再単離、及び擬似ワクチン
接種動物で認められるワクチン接種-攻撃応答とこれらの結果を比較することで、行うこ
とができる。具体的には、ワクチン効力及び保護は、PCV2特異抗体レベルの血清学的
測定により;血清での又は動物分泌(口、鼻、糞便、尿)でのウィルス検出により;又は
PCR、(免疫)組織学、ハイブリダイゼーションを介して又は血清学的に、PCVAD
に関与する他の病原体を検出することで測定することができる。
本発明によるPCV2ワクチンについて、その効力は、好ましくはワクチン接種群対非
ワクチン接種群でのPCV2感染の低減レベルを評価することによって求められ、それに
よって、そのような感染は、自然に例えば農場条件下で獲得され得るか、意図的なもの、
例えば実験条件下での負荷によって生じ得る。
使用されるアジュバントの種類に応じて、PCV2ワクチン効力は、体液免疫又は細胞
免疫により大きく基づくものであり得る。誘発抗体力価は、例えば多くの市販のPCV特
異的ELISAキットのうちの一つを用いて測定することができる。
本発明によるワクチンの各種実施形態、好ましいもの及び例を、以下で説明する。
アミノ酸位置番号131にプロリンを有する変異PCV2b ORF2タンパク質を含
む本発明によるワクチンの1実施形態において、変異PCV2b ORF2タンパク質は
、ウィルス様粒子の形態である。
典型的には、ワクチンは、抗原を含む「薬学的に許容される担体」を含み、そして、(
重度の)副作用を引き起こすことなく、ワクチンの製造、使用若しくは保存において役立
ち得る。そのような担体は、水溶液、例えば緩衝液又は培地であり得る。
本発明によるワクチン用の好ましい薬学的に許容される担体は、昆虫細胞培地、リン酸
緩衝生理食塩水(PBS)、又はこれらの組み合わせである。
さらに、薬学的に許容される担体は、さらなる添加剤及び賦形剤、例えば充填剤、安定
剤、保存剤、界面活性剤又はアジュバントを含むことができる。詳細及び例については、
例えば、″Remington:the science and practice
of pharmacy″(2000,Lippincot,USA,ISBN:683
306472)、及び″Veterinary vaccinology″(P.Pas
toretら編,1997,Elsevier,Amsterdam,ISBN0444
819681)のようなハンドブックに記載のように公知である。
さらに、本発明によるワクチンは、アジュバントを含むことができる。特に、そのよう
なサブユニットワクチンの場合、これは、サブユニット抗原に対する標的の免疫応答を大
きく高め得るものである。
従って、1実施形態において、本発明によるワクチンはアジュバントを含む。
「アジュバント」は、非特異的に標的の免疫応答を刺激する公知のワクチン成分である
。多くの異なるアジュバントが当業界で公知である。アジュバントの例には、フロイント
の完全及び不完全アジュバント、ビタミンE若しくはα-トコフェロール、非イオン性ブ
ロックポリマー及びポリアミン類、例えば硫酸デキストラン、Carbopol(商標名
)、ピラン、サポニン、例えばQuil A(商標名)、又はQ-vac(商標名)があ
る。サポニン及びワクチン成分を、ISCOM(商標名)中で組み合わせることができる
さらに、ムラミールジペプチド類、ジメチルグリシン、タフトシンのようなペプチドが
アジュバントとして用いられることが多く、そして、鉱油、例えばBayol(商標名)
、Drakeol(商標名)、Klearol(商標名)、又はMarcol(商標名)
、Montanide(商標名)又は軽鉱油(パラフィン);非鉱物油、例えばスクアレ
ン、スクアラン;植物油若しくはそれの誘導体、例えばオレイン酸エチルがある。さらに
、組み合わせ製品、例えばISA(商標名)(Seppic)、又はDiluvacFo
rte(商標名)及びXsolve(商標名)(いずれも、MSD Animal He
alth)を有利に用いることができる。さらなる選択肢は、EP16206789に開
示のSVEAアジュバント(スクアラン及びビタミンE-アセテートを含む)の使用であ
る。
アジュバント類並びにそれらの使用及び効果に関するハンドブックは、「Vaccin
e Adjuvants」(Methods in molecular medici
ne,vol.42,D.O′Hagan編,2000,Humana press,N
J,ISBN:0896037355)である。
アジュバントは、本発明によるワクチンの異なる製剤で使用され、変異PCV2b O
RF2タンパク質に対する免疫応答を高めることができる。例えば、アジュバントが油状
物質である場合、油相は、抗原をゆっくり放出することでワクチン接種動物で貯留効果を
提供し、それにより標的の免疫系の長期刺激を提供することができる。
その油状物質は、異なる方法でORF2タンパク質を含む水相と組み合わせることがで
きる。1実施形態において、本発明によるワクチンは水相及び油相のエマルジョンとして
製剤することができ、好ましくはそのエマルジョンは、油中水型(w/o)、水中油型(
o/w)、水中の油中水型(w/o/w)であるか、二重油-エマルジョンである。
より好ましいものは、油をアジュバントとし水中油型エマルジョンとして製剤された本
発明によるワクチンである。そのようなワクチンは、有利に、水相からの直接免疫刺激の
特性と油相の貯留効果からの長期免疫刺激の特性の両方を示す。
従って、本発明によるワクチンの1実施形態において、ワクチンは、水中油型エマルジ
ョンとして製剤される。
任意の所望の規模でのアジュバントワクチンエマルジョンの調製のための方法及び装置
が市販されており、例えばSilverson、Ultra Turrax(商標名)、
Dispaxリアクター(IKA)、又はMicrofluidiser(Microf
luidics)のような装置を用いる均質化である。
本発明によるワクチンの水中油型エマルジョンは、好ましくは非常に小さい、好ましく
は1μm以下の分散相の粒径を有し、そのようなエマルジョンは「サブミクロンエマルジ
ョン」と一般に呼ばれている。
本発明によるワクチンの水中油型エマルジョンの1実施形態において、エマルジョンは
、サブミクロンエマルジョンである。
本発明によるワクチンの1実施形態において、アジュバントは、軽鉱油、Montan
ide、Emunade及びSVEAからなる群から選択される。
そのようなアジュバントは、ブタワクチンの免疫原性に対して好ましい効果を有するこ
とが知られている。
本発明によるワクチンの1実施形態において、ワクチンは水中油型エマルジョンであり
、アジュバントは鉱油である。
本発明によるワクチンの好ましい実施形態において、鉱油は、軽若しくは白色鉱油又は
パラフィン油であり、Marcol(商標名)(ExxonMobil)、Klearo
l(商標名)(Sonneborn)、又はDrakeol(商標名)(Penreco
)のような商標名で市販されている。
より好ましくは、追加のアジュバントの使用であり、特にビタミンE、例えばα-トコ
フェロール又はα-トコフェロールアセテートである。
好ましい実施形態において、本発明におけるワクチン製剤は、界面活性剤、軽パラフィ
ン油及びα-トコフェロールアセテートを含む水中油型エマルジョンを含む。より好まし
いものは、界面活性剤がポリソルベート80(Tween(商標名)80)であり、及び
/又はパラフィン油がMarcol(商標名)52であり、及び/又はビタミンEがα-
トコフェロールアセテートである製剤である。最も好ましいものは、Microsol
Diluvac Forte(商標名)、又はXsolve(商標名)(両方とも、MS
D Animal Health)を含む製剤である。
本発明によるワクチンのさらなる有利な効果は、垂直方向には子孫に対する、及び/又
は水平方向には群れ若しくは集団内で及び地理的区域内でのブタの群れにおけるPCV2
の予防又は拡散低減である。結果的に、本発明によるワクチンを使用することで、PCV
2の有病率が低下する。
従って、本発明によるワクチンの好ましい実施形態において、ワクチンは、ブタ集団又
は地理的地域におけるPCV2の有病率低下を目的としたものである。
1実施形態において、本発明によるワクチンは、安定剤を含むこともできる。これは、
ワクチンエマルジョンの特性を改善し、分解しやすい成分を保護し、及び/又はワクチン
の貯蔵寿命を延長するのに役立ち得る。一般に、そのような安定剤は高分子量の大分子で
あり、例えば脂質、炭水化物若しくはタンパク質であり、例えば粉乳、ゼラチン、血清ア
ルブミン、ソルビトール、ショ糖、トレハロース、スペルミジン、タンパク質加水分解物
、デキストラン又はポリビニルピロリドン、及び緩衝剤、例えばアルカリ金属リン酸塩で
ある。
好ましくは、安定剤は、動物起源の化合物を含まない(動物化合物非含有、ACF)か
、例えばWO2006/094974に開示のように化学的に定義される。
本発明によるワクチンは、チメロサール、メルチオラート、フェノール性化合物、及び
/又はゲンタマイシンのような保存剤を含み得る。好ましくは、保存剤を全く用いない。
言うまでもなく、医薬安定性又は本発明によるワクチンの有効性に必要であるか有益で
ある他の添加剤を加えることは当業者の通常の能力の範囲内であることから、本発明の範
囲に含まれる。
本発明によるワクチンにおける動物標的はブタである。ワクチン接種を受ける標的の動
物齢、体重、性別、免疫状況及び他のパラメータはあまり重要ではないが、健康で感染し
ていない動物にワクチン接種し、PCV2による農場での感染を予防するためにできるだ
け早期にワクチン接種することは好ましいことは明らかである。なぜなら、そのような感
染は、若年齢ですでに確立する可能性があるからである。
従って、本発明によるワクチンの1実施形態において、ワクチンは、生後間もない若い
ブタに施し、好ましくは生後28日以内、より好ましくは生後21、14、12、10、
8、7、6、5、4、3、2以内、若しくは1日以内(その望ましい順で)とする。
或いは、本発明によるワクチンは、妊娠雌ブタに投与して、胎盤通過により及び/又は
初乳を介した移動によって、母体由来のPCV2特異抗体を仔ブタに提供することができ
る。
有利には、本発明によるワクチンの効力は、若いブタが母親から獲得していることがで
きるPCV2に対する母体由来抗体のレベルにはほとんど影響されず、「若い」とは、4
週齢以下の動物齢を指す。
従って、本発明によるワクチンの1実施形態において、PCV2に対する母体由来抗体
を有する若いブタにワクチンを施す。
本発明によるワクチンは、有効なプライミングワクチン接種として作用し得て、それに
続いて、ブースターワクチン接種を行って増幅することができる。例えば、本発明による
ワクチンを約2~10日齢の仔ブタに投与し、再度約3週間後に投与することができ、各
ワクチン接種は体積約1mLで行う。
しかしながら、本発明によるワクチンは単回投与後に既に有効であることから、好まし
い実施形態は、例えば約3週齢からの約2mLの単回投与である。このワクチン接種によ
って、約5~6ヶ月齢までの肥育期間全体にわたってブタが保護される。
本発明によるワクチンのブタ標的が繁殖用雌ブタ又は精子生産用の雄ブタのような6ヶ
月を超えて維持されるべきである場合、例えば雌ブタの場合は、年1、2若しくは3回の
定期的ブースターワクチン接種を行うことができ;各分娩前に1回のブースターワクチン
接種を行い、それは平均約2回/年である。
本発明に関して、「約」は、ある数がそれの示された値近傍±25%で変動可能である
ことを示している。好ましくは、「約」はそれの値近傍±20%を意味し、より好ましく
は、「約」はそれの値の近傍±15、12、10、8、6、5、4、3、2%を意味し、
さらには、「約」はそれの値の近傍±1%を意味する(その望ましい順で)。
本発明によるワクチンは、それがPCV2による感染若しくは関連する疾患の確立又は
進行の両方を妨害することから、予防的処置として又は治療的処置として、又はその両方
として用いることができる。
好ましくは、本発明によるワクチンは、非経口注射用に好適な形態に製剤され、即ち注
射用液体、例えば懸濁液、液剤、分散液又はエマルジョンとして製剤される。
本発明によるワクチンの投与レジメは、好ましくは、動物へのストレスを軽減するため
、そして人件費を削減するために、標的ブタが必要とし得る他のワクチンの既存のワクチ
ン接種スケジュールに組み込まれる。これらの他のワクチンは、それらの登録された用途
に適合するやり方で、一斉に、同時に又は順次に投与することができる。
本発明によるワクチンは、動物用量当たりPCV2b ORF2b-131Pタンパク
質約0.1~約1000μgを含む。好ましくは、ワクチンは、動物用量当たりPCV2
b ORF2b-131Pタンパク質0.5~500μg、1~250、又は2~200
μgを含む(その望ましい順で)。用量当たりのタンパク質の量の選択は、ワクチン及び
標的動物の特性に基づいて当業者が行うことができる。
動物用量当たりのORF2b-131Pタンパク質の量は、準備したワクチンエマルジ
ョンで、標準的な生化学研究室手順を用い、乳化を破壊し、SDS-PAGEを用いて水
相を調べることで求めることができる。次に、既知量の基準タンパク質、例えばウシ血清
アルブミンと比較することで量の測定を行う。例えば、The Protein Pro
tocols Handbook,2nd edition,September 20
02,ed.J.M.Walker,Humana Press Inc.,Totow
a,NJ;Chapter 29,p.237-242を参照する。
或いは、質量分析を用いてORF2タンパク質の定量を行うことができる。
好ましくは、動物用量当たりのPCVORF2b-131Pタンパク質の量は、油相と
の混合及び/又は乳濁の前に、抗原相の水系部分で測定する。
本発明によるワクチンは、標的動物に許容される体積で投与することができ、例えば、
体積約0.1~約10mLであり得る。好ましくは、1用量は、約0.1~約5mLの体
積、より好ましくは、1動物用量は0.2~3mLである。
筋肉経路によって投与する場合、1用量の体積は、好ましくは約1~約3mL、より好
ましくは約2mLであり;皮内経路によって投与する場合、1用量の体積は、好ましくは
約0.1~約0.5mL、より好ましくは約0.2mLである。
本発明によるワクチンは、当業界で公知の方法に従って標的ブタに投与することができ
る。好ましい投与は、非経口経路によるもの、即ち皮膚から、例えば筋肉、腹腔内、皮内
、粘膜下又は皮下である。本発明によるワクチンのより好ましい投与経路は、筋肉注射又
は皮下注射によるものである。さらにより好ましくは、後足又は首での筋肉投与である。
当然のことながら、最適な投与経路は、使用されるワクチンの詳細及び標的の特定の特
徴によって決まる。
1実施形態において、本発明によるワクチンは、約3週齢からのブタに単回投与約2m
Lとして筋肉投与される。
筋肉投与の好ましい部位は、首である。
1実施形態において、筋肉経路による本発明によるワクチンの投与の用量体積は柔軟で
あり、即ち、そのワクチンは、2mL/動物の単回投与として又は1mL/動物の二連続
投与として投与される。2用量として投与される場合、両用量は、好ましくは、少なくと
も1週間、好ましくは2~5週間、より好ましくは約3週間の時間間隔をあけて投与され
る。
1実施形態において、本発明によるワクチンは、約0.2mLの単回投与として、約3
週齢からのブタに皮内投与される。
皮内投与に好ましい部位は、首、背及び後足から選択される。
本発明によるワクチンをさらに最適化することは、当業者の技術の範囲内である。一般
に、それには、その提供される免疫保護をさらに改善するための、ワクチンの効力微調整
が含まれる。それは、ワクチンの用量、体積若しくは抗原含有量を調節し;別の形態若し
くは製剤でワクチンを用い;ワクチンの他の構成成分(例えば、安定剤又はアジュバント
)を調節し;又は異なる経路、方法若しくは投与法によって投与することで、行うことが
できる。これらはいずれも本発明の範囲内である。
本発明によるワクチンはさらに、追加の抗原、サイトカイン又は非メチル化CpGなど
を含む免疫刺激核酸のような他の化合物を含むことができる。或いは、本発明によるワク
チンは、有利には、医薬成分、例えば抗生物質、ホルモン、抗炎症薬又は抗寄生虫薬と組
み合わせることができる。又は、本発明によるワクチン自体を、ワクチンに加えることが
できる。
本発明によるワクチンは、有利には例えば別のブタ病原体由来の1以上のさらなる抗原
と組み合わせることができる。そのような組み合わせワクチンの利点は、それがPCV2
に対する免疫応答を誘発するだけでなく、他の病原体に対する免疫応答も誘発し、一方、
ワクチン接種のために必要なのは標的動物を1回扱うことのみであり、それによって、動
物へのワクチン接種ストレスが軽減され、並びに、時間コスト及び労働コストが削減され
る。
従って、好ましい実施形態において、本発明によるワクチンは、ブタに対する病原性の
微生物のさらなる抗原を含む。
「さらなる抗原」自体が感染性微生物であることができるか、失活されていることがで
きるか、サブユニットであることができ、そして、アジュバントを含んでいても含んでい
なくても良い。さらなる抗原は、タンパク質、炭水化物、リポ多糖、脂質若しくは核酸分
子のような生体分子又は合成分子からなるものであることができる。或いは、それは、そ
の他の微生物からの核酸からの発現産生物、又はそのような核酸を含むベクターであるこ
とができ;そのベクターは、自体が微生物又は真核宿主細胞であることができる。
前記さらなる抗原は、例えば抽出物、分画、溶解物、ホモジネート又は超音波処理物と
しての、何らかの形でブタ動物に対して病原性である他の微生物「由来」であり得る。
本発明における「ブタ動物に対して病原性の微生物」は、当業界で公知である。従って
、前記さらなる抗原は、基本的に、ブタに対して病原性であるウィルス、細菌、寄生虫、
真菌、リケッチア、原虫及び/又は寄生虫由来であり得る。
ブタ動物に対して病原性であるそのような微生物の例には、ブタ繁殖・呼吸障害症候群
(PRRSV)、仮性狂犬病ウィルス、ブタパルボウィルス、ブタコレラウィルス、ブタ
インフルエンザウィルス、口蹄疫ウィルス、ブタ流行性下痢ウィルス、伝染性胃腸炎ウィ
ルス、水疱性口内炎ウィルス、マイコプラズマ・ヒオニューモニエ(Mycoplasm
a hyopneumoniae)、ローソニア・イントラセルラリス(Lawsoni
a intracellularis)、アクチノバチルス・プルロニューモニア(Ac
tinobacillus pleuropneumoniae)、ヘモフィルス・パラ
スライス(Haemophilus parasuis)、エシェリキア・コリ(Esc
herichia coli)、ストレプトコッカス・スイス(Streptococc
us suis)、又はサルモネラ菌、ブラキスピラ属、クロストリジウム菌、パスツレ
ラ菌、エリジペロスリックス属、ボルデテラ属、トキソプラズマ、イソスポラ属、又は旋
毛虫属がある。
本発明によるワクチンの好ましい実施形態では、当該ワクチンは、PCV2からの抗原
に隣接して、M.ヒオニューモニエ(M. hyopneumoniae)、L.イント
ラセルラリス(L. intracellularis)及びPRRSVからなる群から
選択される、ブタに対して病原性である微生物からの1以上の抗原を含む。
これらは現在のところ最も顕著なブタ病原体であることから、単発の即時使用ワクチン
へのそれらの組み合わせが、経済的観点並びに獣医学的観点の両方から非常に好ましい。
好ましい実施形態において、前記1以上のさらなる抗原を、凍結乾燥製剤として本発明
によるワクチンに加えることで、前記組み合わせワクチンを、本発明のワクチンエマルジ
ョンによる再構築によって調製する。これは、例えばWO2010/106095に記載
されている。
好ましい実施形態において、本発明によるワクチンは、変異PCV2b ORF2タン
パク質及びM.ヒオニューモニエ(M. hyopneumoniae)からの抗原を含
む組み合わせワクチンであり、前記組み合わせワクチンを用いて、L.イントラセルラリ
ス(L. intracellularis)及び/又はPRRSVからの抗原の凍結乾
燥製剤を再構築させる。
好ましい実施形態において、本発明によるワクチンは、変異PCV2b ORF2タン
パク質、M.ヒオニューモニエ(M. hyopneumoniae)からの抗原、及び
L.イントラセルラリス(L. intracellularis)からの抗原を含む組
み合わせワクチンであり、前記組み合わせワクチンを用いて、PRRSVからの抗原の凍
結乾燥製剤を再構築させる。
さらなる態様において、本発明は、ブタ動物におけるPCV2による感染又は関連する
疾患徴候の軽減方法であって、該方法は、本発明によるワクチンを前記ブタへ投与するこ
とを含む方法に関する。
本発明によるワクチンは、当業者に公知の手段によって製造することができる。記載の
ように、本発明に関して記載の変異PCV2b ORF2タンパク質、又は本発明に関し
て記載の昆虫細胞の使用によって、本発明について記載のようにブタ用ワクチンの製造が
可能となる。これに関して、変異PCV2b ORF2タンパク質は、本発明による方法
によって得ることもできる。
従って、さらなる態様において、本発明は、PCV2による感染又は関連する疾患徴候
の軽減のためのブタ用ワクチンの製造のための、アミノ酸位置番号131にプロリンを有
する変異PCV2b ORF2タンパク質の使用に関する。
さらなる態様において、本発明は、PCV2による感染又は関連する疾患徴候の軽減の
ためにブタ用ワクチンで使用されるための、アミノ酸位置番号131にプロリンを有する
変異PCV2b ORF2タンパク質に関する。
さらなる態様において、本発明は、本発明によるワクチンの製造方法であって、該方法
は、
-アミノ酸位置番号131にプロリンを有する変異PCV2b ORF2タンパク質を
、薬学的に許容される担体と混合する段階;及び
-変異PCV2b ORF2タンパク質及び薬学的に許容される担体の前記混合物をア
ジュバントと製剤する段階
から選択される1以上の段階を含む方法に関する。
本発明によるワクチンの製造方法での使用に関して、変異PCV2b ORF2タンパ
ク質は、本発明による昆虫細胞における変異PCV2b ORF2タンパク質の発現方法
によって得ることができ、及び/又は本発明による変異PCV2b ORF2タンパク質
の製造方法によって得ることができる。
本発明によるワクチンの製造方法の1実施形態において、変異体ORF2タンパク質は
、VLPの形態のものである。
本発明によるワクチンは、ブタ標的への投与に好適であり、所望の投与経路及び所望の
効果と適合する形態で当業者が製造することができる。一般に、そのようなワクチンは、
無菌的にそして生理的pHで製造される。
本発明によるワクチンの製造についての方法、使用又はプロセスの詳細及び実施例を本
明細書において記載し、そのような手順は、通常の材料及び方法を用いて当業者が容易に
実施可能である。例えば、本発明について記載の変異PCV2b ORF2タンパク質は
、工業的規模で昆虫細胞において製造することができ、そして、薬学的に許容される賦形
剤と組み合わせ、例えば油状アジュバントと乳濁させることでワクチンに製剤し、適切な
大きさの容器に充填される。製造方法の各種段階は、十分な試験によって、例えば抗原の
品質及び量についての免疫学的試験により;失活、無菌性及び外部作用剤がないことにつ
いての微生物学的試験により;及び最終的に、効力及び安全性を確認するための動物での
ワクチン接種試験によってモニタリングされる。品質、量及び無菌性についての試験が完
了した後、そのワクチン製品を発売することができる。
これらはいずれも当業者には公知であり、ワクチン製造に適用される一般的な技術及び
留意事項が、例えば、政府指令及び規則(薬局方、9CFR)及び公知のハンドブック(
Pastoret、Lippincot、上述)に記載されている。
以下、下記の非限定的実施例によって、本発明についてさらに説明する。
実施例1:異なるPCV2 ORF2発現組換え構築物のアセンブリ
昆虫細胞でのPCV2 ORF2タンパク質の発現のため、標準的手順を用いて、組換
えバキュロウィルスを産生した。即ち:
これらの実験で用いた野生型PCV2 ORF2遺伝子は、異なる入手先から得た:P
CV2a親ウィルスは、USAからのワクチン株からのものであり;PCV2bは、フラ
ンスの単離株Imp1011、GenBank受託番号AF055394からのものであ
り;PCV2dは、中国、株BDH、GenBank受託番号:HM038017からの
ものであった。
ORF2遺伝子を、PCRを用いる増殖によりサブクローニングし、そしてクローニン
グプラスミドへ挿入した。次に、ORF2遺伝子の一部を、PCR-定方向突然変異を用
いることで突然変異させて、アミノ酸位置131にプロリンをコードした。或いは又はさ
らに、ORF2遺伝子をコドン最適化して、AcMNPVポリへドリン遺伝子のコドン使
用頻度表に似せた。PCV2b用に本明細書で使用される変異配列は、上記の添付の配列
表にある。
変異ORF2遺伝子挿入物の合成構築物は、商業的供給者から注文した(BaseCl
ear,Netherlands;or Genscript,Piscataway,
NJ,USA)。
Bac-to-Bacシステムで用いるためには、これらをクローニングベクターpF
astBac1にサブクローニングし、ProEasyシステムで用いるためには、トラ
ンスファーベクターpVL1393にサブクローニングする。両方の場合で、挿入物は、
ポリへドリンプロモーターの後ろにあった。組換えバキュロウィルスの発生及び選択を、
製造者の説明書に従って行った。PCV2a組換えバキュロウィルス構築物の一部は、軟
寒天下での感染昆虫細胞のプレーティング、及びプラークピッキングによる組換え体のト
ランスフェクション及び単離の旧来の選択技術を用いて構築された。
全ての組換えバキュロウィルスをSf9細胞で増幅させ、回収し、冷蔵若しくは冷凍保
存し、力価測定した。さらなる実験に用いたウィルスストックは、代表的には7.5~8
.5Log10 TCID50/mLであった。
昆虫細胞でのPCV2 ORF2タンパク質の発現に用いた組換えバキュロウィルスの
選択を、下記のスケジュールに列記している。
注:全ての挿入物は、ポリへドリンプロモーターの後ろに挿入した。コドン最適化(適
用される場合)は、AcMNPVポリへドリン遺伝子のコドン使用に向けたものであった

Figure 0007422795000001
実施例2:昆虫細胞での発現
上記の各種組換えバキュロウィルス構築物を用いて、昆虫細胞を感染させ、PCV2
ORF2タンパク質の各種変異体を発現させた。産生されたタンパク質を目視で観察し、
分析して、PCV2の未修飾のタンパク質又は別の遺伝子型のタンパク質と比較すること
で生じた各種突然変異の効果を評価した。一部の組換えバキュロウィルスをスケールアッ
プして、ブタでの試験用のPCV2サブユニットワクチンの製剤用のタンパク質を製造し
た。
2.1 昆虫細胞培養物
標準的な感染及び発現実験を、級数的増殖を維持するために定期的に分割したクリーン
な細胞の攪拌培養物から取ったSf9昆虫細胞を用いて小規模で行った。典型的な感染率
は0.01~0.1moiであり、培養期間は3~5日であった。培養物は、光学顕微鏡
によって定期的にモニタリングして、未感染細胞の健康を調べ、感染培養物でのウィルス
複製の進行をモニタリングした。
使用した培養容器は、それぞれ5又は15mLの単層培養物を入れるT25又はT75
フラスコ(Falcon)であった。或いは、100mL懸濁液培養を、スピナーフラス
コ(Corning)で行った。フラスコを27℃でインキュベートし、使用した培地は
、Sf-900(商標名)II(Thermo Fisher scientific)
であった。血清は加えずに、抗生物質の混合物:50μg/mLゲンタマイシン及び0.
25‰ナタマイシンを加えた。
細胞のほとんどが細胞変性効果(cpe)を示した時点で培養物を回収し;細胞を離す
ために、T型培養瓶培養物をしっかり叩く必要があった。次に、細胞回収物を遠心し、産
生されたORF2タンパク質はほとんど昆虫細胞内に含まれていたことから、細胞上清は
廃棄した。所期のさらなる使用に応じて、次に、必要な液体に細胞ペレットを所望の濃度
で再懸濁させることができた。
その小規模培養物は通常のようには失活されず;サンプルは収納設備で使用するか、変
性電気泳動サンプル緩衝剤で処理し、そして失活したと見なした。
大規模培養は基本的に同じ内容に従って行い、体積及び装置を調整した。実験設定では
、中間大規模昆虫細胞懸濁培養を、自動プロセス制御を行う工業的発酵槽で2~10リッ
トル体積で行った。クリーンなSf9昆虫細胞を、前培養物から得た。Moiは0.01
~0.1であり、培養は5~7日間行った。感染が十分に進行したら、細胞を重力で沈降
させた。次に、培養物体積の上90%を除去し、細胞を元の培養物体積の1/10で回収
し、超音波処理によって溶解させた。中規模では、超音波処理は、チップ超音波装置(t
ip sonifier)(Vibra Cell(商標名)、Sonics, CT,
USA)を用いて氷上でバッチ式で行った。大規模では(体積100リットル以上)、超
音波処理は、フロースルー超音波セル(Sonobloc(商標名)、Bandelin
)に通すことで行った。
次に、超音波処理物を、BEIを用いて失活させた。次に、それをチオ硫酸Naを用い
て中和した。次に、失活させた回収物を、遠心によって透明とし、ORF2タンパク質を
含む上清をバルク抗原の水相として維持した。これを、品質管理及びさらなる処理のため
に2~8℃で保存した。従って、これらの生成物において、抗原用の薬学的に許容される
担体は、昆虫細胞からの使用済み培地である。必要な場合、バルク抗原を濃縮することが
できるか、PBSに対して透析することができよう。或いは、抗原を新鮮な細胞培地で、
又はPBSで希釈することができよう。
2.2 ELISA
2.2.1 ELISAの概要
昆虫細胞培養物を、組換えバキュロウィルス番号6(131のトレオニン)又はウィル
ス番号8(T131P置換)で感染させて、PCV2b ORF2タンパク質におけるT
131P置換の効果を調べた。両方ともBic-2-Bac様式での構築物であり、コド
ン最適化を持たなかった。ウィルス6のうち、二つの単離物を調べた。
Sf9細胞のT175フラスコ培養物を感染させ、インキュベートし、そして、全培養
物の遠心によって回収した。細胞ペレットを、注射用水10mLに溶解し、それによって
全細胞を効果的に溶解させた。次に、細胞溶解物について、サンドイッチELISAでそ
れらの抗原質量(antigenic mass)を調べた。即ち、下記の通りである;
ポリスチレンミクロタイトレーションプレートのウェルを、PCV2 ORF2aに対
するモノクローナル抗体でコーティングした。溶解物サンプルの連続希釈液を、PCV2
a ORF2の既知の基準標準の一連の希釈液と一緒にインキュベートした。次に、ビオ
チンと結合した、やはりPCV2 ORF2aに対する二次抗体の固定量とともにインキ
ュベートした。最後に、ペルオキシダーゼ結合ストレプトアビジンとともにインキュベー
トし、次に自動プレートリーダーによって色素体検出することで結合複合体の量を定量し
た。
溶解物中の抗原の量を、抗原の量を任意に100抗原単位(AU)/mLに設定した基
準標準に対して計算した。
2.2.2 ELISAの結果及び結論
溶解物で検出されたORF2タンパク質の量は、下記の通りであった;
-ウィルス6感染細胞(二つの変異体):5.5及び7.4AU/mL、
-ウィルス8感染細胞:68AU/mL。
131位に突然変異を持たないPCV2b ORF2タンパク質を発現する組換えウィ
ルスで感染した細胞からの純水中で調製された溶解物は、ELISAによる検出でごく少
量のみのORF2タンパク質を含んでいた。しかしながら、T131P置換を有するOR
F2を発現する組換えバキュロウィルスで感染した細胞からのそのような溶解物は、約1
0倍多いタンパク質を含んでいた。
これらのELISA結果は、ORF2アミノ酸番号131の置換の有無で感染昆虫細胞
から容易に単離できたORF2タンパク質の量に大きな違いを示した。一方で、それは、
そのタンパク質が非変性溶解物で放出される容易さに関係するものであった。他方、それ
は、位置131にアミノ酸の変異が無い若しくは無い昆虫細胞におけるPCV2b OR
F2タンパク質の総産生量における差を反映したものでもあった。
2.3 免疫蛍光アッセイ
2.3.1 IFTアッセイの概要
免疫蛍光試験(IFT)においては、クリーンな昆虫細胞を、典型的には培地100μ
L中2.5×10細胞/ウェルで、96ウェルマイクロタイトレーションプレートのウ
ェルに蒔いた。付着後、細胞を特定の被験組換えバキュロウィルスで感染させた。典型的
には、ウィルスの希釈範囲を接種して、異なるmoiで観察できるようにした。昆虫細胞
が適切に感染しているがまだ溶解していないとき、接種から4~5日後にプレートを分析
した。培地を除去し、細胞を冷エタノールで固定し、そして、標準的手順に従って適切な
抗体で染色した。FITC結合第2抗体を肉眼観察に用いた。昆虫細胞をエバンスブルー
で対比染色して、バックグラウンドとの対比を高めた。
これらのIFT試験において、使用した一次抗体はブタポリクローナル抗PCV2a抗
血清であり、それは、PCV2b及びPCV2d遺伝子型のORF2タンパク質を染色す
るのにも十分に強力であった。
2.3.2 IFTアッセイの結果
異なるORF2タンパク質発現産生物について観察されたIFT結果を比較すると、次
のいくつかの所見が得られた;
-上記の組換えウィルス1~5(いずれも、PCV2a ORF2タンパク質を発現)
は全て、必ず細胞質染色パターンを生じ、実質的に昆虫細胞の全体が鮮明な発色を示した
-しかしながら、野生型PCV2b ORF2タンパク質を発現する、組換えバキュロ
ウィルス番号6で感染した昆虫細胞は、実質的に異なるパターンを示し、ここで、染色は
、専ら昆虫細胞の核周囲であった。細胞質染色は全く認められなかった。
-このIFTパターンは、コドン最適化遺伝子からのものであるウィルス番号7で感染
した昆虫細胞とかなり同じであったが、やはりPCV2b ORF2タンパク質を発現し
ている。唯一の相違は、少量(昆虫細胞の約10%)が細胞質染色を示したが、大半の細
胞がやはり核染色を示したという点であった。
-驚くべきことに、ウィルス番号8で感染した昆虫細胞は、蛍光パターンが組換えウィ
ルス番号7についてのものと逆であるIFTパターンを与えた;ほとんどの昆虫細胞が細
胞質染色を示し、一部の細胞はなお核染色を示した。ウィルス番号8は、アミノ酸番号1
31をコードするコドンがトレオニンからプロリンに変異している(T131P)PCV
2b ORF2遺伝子を有していた。
-最後に、ウィルス番号9(明構築物中の、コドン最適化を有し、T131P置換を有
するPCV2b ORF2遺伝子)で感染した昆虫細胞は、いずれも専ら細胞質染色を示
した。
-とりわけ、組換えバキュロウィルス番号10(T131P置換、コドン最適化を有し
、明構築物中で、PCV2d ORF2タンパク質をコード)で感染した昆虫細胞は、い
ずれもやはり核染色パターンを示した。
2.3.3 IFTアッセイからの結論
結論として、昆虫細胞におけるPCV2bからのORF2タンパク質の効果的発現には
、位置番号131のアミノ酸のプロリンによる置換が必要であり、抗PCV2a抗体を有
するIFTで細胞質染色パターンを示した。そのような突然変異がないと、PCV2b
ORF2タンパク質は、専らそのタンパク質を発現する昆虫細胞の核で又はその核周囲で
染色を示した。
コドン最適化のみによるORF2遺伝子の突然変異によって、恐らくは発現の効率上昇
の結果として、IFT染色パターンのわずかなシフトが生じた。
組換えバキュロウィルスがクローニングベクターからの残留要素を含む構築物(例えば
、Bac-to-Bacシステムを用いて生じた組換えで)に基づくものではなく、「ク
リーンな」バキュロウィルス構築物である、即ち、それのゲノムにおける組換えプロセス
からのさらなる遺伝的要素を含まない場合、その核染色パターンは、さらに逆転し得ると
考えられる。そのようなクリーンな組換えバキュロウィルスは、旧来の相同組換え及びプ
ラーク精製を用いることで、又はより簡便には、ProEasyシステムのような市販キ
ットを用いることで得られよう。
従って、PCV2b ORF2タンパク質を発現する昆虫細胞で認められたIFT核染
色パターンの逆転は、ORF2アミノ酸番号131をコードするトリプレットの突然変異
によるプロリンコードによって得ることができる。細胞質ORF2タンパク質発現のさら
なる最適化は、コードする遺伝子をコドン最適化することで、そしてクリーンな組換えバ
キュロウィルス構築物を用いることで行うことができる。
2.4 ゲル電気泳動による定量
2.4.1 ゲル電気泳動アッセイの概要
異なるORF2タンパク質の発現レベルの定量を可能とするため、感染昆虫細胞培養物
からのサンプルについて、マーカータンパク質として既知量のウシ血清アルブミン(BS
A)での列と一緒にSDS-PAGEを行った。染色後、ゲルを走査し、分析した。強変
性サンプル緩衝液を用いることで、この実験によって、各種組換えバキュロウィルス構築
物で感染した昆虫細胞の総発現能力が明らかになった。
試験対象の異なる組換えバキュロウィルスを、上記のT75フラスコで培養し、回収し
、遠心し、細胞ペレットをPBS 7.5mLに溶解した。次に、上清のサンプル及び再
懸濁細胞のサンプルを、標準変性Laemmli SDS-PAGEサンプル緩衝液(ブ
ロモフェノールブルー指示薬及びβ-メルカプトエタノールを含む)に溶解した。
サンプルについて、標準的なトリス-グリシン-SDS緩衝液中での、標準的なポリア
クリルアミドゲル(プレキャストCriterion TGX(商標名)、あらゆるkD
(15%)、Bio-Rad)を行った。電気泳動後、ゲルを、Instant Blu
e(商標名)(Expedeon)で染色した。最後に、Image Lab(商標名)
ソフトウェア、バージョン5.2.1を用いて、ゲルをデジタル化し、Bio-Rad
GS-900較正密度計で分析して、タンパク質の量をそのゲルにおける個々のバンドに
割り当てた。
2.4.2 ゲル電気泳動アッセイの結果
図1及び2において、これらの実験で用いたもののようなゲルについてのいくつかの代
表的な画像を提供しており、図1は、ウィルス番号3、6若しくは7で感染した昆虫細胞
の培養物からのサンプルであり、図2は、ウィルス番号8若しくは9での培養液からのサ
ンプルである。ウィルスの型ごとに、第1の列は培養上清のサンプルを含み、次の3列は
2倍濃縮細胞のサンプルを含み、左から右に向かって30、20及び10μmLであった
。最も左及び最も右の列は、分子量マーカー10~250kDa(Precision
Plus Protein(商標名) Standards、Bio-Rad)であり、
バンドの大きさは図に示している。
各ゲルは希釈範囲のBSA(高品質アルブミン標準(Albumin Standar
d high-quality)、Thermo Fisher Scientific
)も含み、それは100ng/μL溶液として用いた。使用した量は、図1:列14~1
7で、0.25、0.5、1及び2μgBSAであり、図2:列11~15で、0.25
、0.5、1、2及び3μgBSAであった。
密度計による分析は、26kDaでのPCV2 ORF2タンパク質のバンドに焦点を
当てたものであった。全てのサンプルをゲル上で2回分析し、計算収量結果は、その二連
の平均である。
PCV2 ORF2タンパク質の収量は、元のT75培養物(15mL体積)1mL当
たりのタンパク質のμg数で表している。収量は、下記の通りであることが認められた。
Figure 0007422795000002
いくつかの所見が得られた;
-ウィルス番号8及び9によるウィルス感染では、T131P置換があるPCV2b
ORF2の二つの構築物の場合、ゲル列(図2参照)は、SDS-PAGEによって比較
した全ての培養物について、moi(0.1)、培養時間(4日間)、及び他の条件は全
て同一であったが、調べた他のウィルスの場合より若干暗いように見えた。これは、感染
が、他のウィルスの場合ほど進行していなかったことで、サンプル中により多くの細胞材
料があった可能性があることを示していると考えられる。恐らく、プロリン置換によって
、組換えバキュロウィルスが若干減弱されたものである。しかしながら、タンパク質-発
現レベルは影響されていないように見え、この突然変異がないPCV2b ORF2より
良好であった。
-使用されたCBB染色によって肉眼観察できる量のORF2タンパク質を示した上清
サンプルはなかった。結果的に、これらの実験で適用された条件下では、事実上、発現O
RF2タンパク質の全てが昆虫細胞に含まれていた。
-未変異のPCV2b ORF2タンパク質(ウィルス6)の発現レベルは、PCV2
a ORF2(ウィルス3)の場合より低く、26μg/mLに対して32μg/mLで
あった。留意すべき点として、これらのサンプルは、積極的(aggressive)変
性を用いた(SDS及びβ-メルカプトエタノール中で煮沸)ことから、産生した全ての
タンパク質の合計を示している。これは、未変異のPCV2b ORF2遺伝子からの総
タンパク質発現が、実際には、昆虫細胞全体ではより低いことを示している。
注:収量におけるこの差は、回収が(強い)変性なしである場合、実際にはそれよりか
なり悪い。その場合、未変異のPCV2b ORF2を発現する昆虫細胞からの溶解物は
、検出可能なORF2タンパク質を示すことはほとんどなかった。
-未変異のPCV2b ORF2タンパク質の収量は、コドン最適化ORF2遺伝子を
用いることで若干上昇させることができ、ウィルス-培養物6及び7の収量を比較すると
、それぞれ総収量は26μg/mL及び36μg/mLである。
-しかしながら、最も大きい増加は、PCV2b ORFタンパク質にT131P置換
を導入することで達成されたものであり、ウィルス-培養物6及び8の収量26μg/m
L対56μg/mLを参照する。従って、T131P置換は、最適化を行っていないこれ
らの小規模培養物であっても、ORF2タンパク質の合計収量を倍以上とすることができ
た。
-全ての突然変異を組み合わせた場合に、即ちT131P置換、コドン最適化及びクリ
アーなバキュロウィルス構築物の使用を組み合わせた場合に、さらにより良好なPCV2
b ORF2タンパク質が達成されると考えられ;ウィルス-培養物6及び9の収量を比
較すると、26μg/mLから76μg/mLへのタンパク質収量の三倍化が示される。
タンパク質収量の同様の分析を、2リットルという中間規模の培養液中で産生されたサ
ンプルについても行った。回収物は、総培養物体積と比較して7.7倍濃度で得た。やは
り、これらの培養物からのORF2タンパク質を用いて、後述する実験的PCV2ワクチ
ンを製造した。
得られたORF2タンパク質収量は下記の通りであり、元の2リットル培養体積のμg
/mLで示した。
Figure 0007422795000003
発酵槽中の培養条件は、T-フラスコでの小規模培養の場合より明らかに至適なもので
あった。温度、pH及び溶存酸素の自動制御のためだけでなく、さらにはこれらが懸濁培
養であったため、培養液1mL当たりの細胞密度がより高くなった。
使用した組換えバキュロウィルスはまた、それらがクリアーなバキュロウィルス構築物
(ProEasyシステムを用いて製造)中で、コドン最適化ORF2遺伝子を有してい
たという意味で、至適に構築された。
それにより、100μg/培養液mLを超えるウィルス番号9に感染した昆虫細胞につ
いてのタンパク質収量となったが、T-フラスコでは、それは76μg/mLであった。
アミノ酸番号131のプロリンによる置換を有する変異PCV2b ORF2タンパク
質を発現する昆虫細胞からのタンパク質の収量は、同じ構築物及び培養条件を用いても、
格段に未変性PCV2a ORF2タンパク質の場合よりかなり高かった。特に、ここで
使用されるPCV2aのORF2遺伝子も、それの天然配列からアミノ酸位置131にプ
ロリンを有していたからである。それはPCV2に対するサブユニットワクチンの製造の
ためのPCV2b ORF2タンパク質の製造に明らかに非常に好ましいが、何がこの差
の原因である可能性があるかは直ちに明らかではない。
2.4.3 ゲル電気泳動アッセイからの結論
観察された効果が全てこの時点で説明できるとは限らないが、ゲル電気泳動による分析
によって、調整のないPCV2b ORF2タンパク質の昆虫細胞での発現によっては、
せいぜいPCV2a ORF2の発現の場合よりも低いタンパク質量を生じることが明ら
かになった。この差は、細胞を非変性条件を用いて回収した場合は、さらに悪くなる。
しかしながら、収量の不足は、PCV2b ORF2における位置131のアミノ酸を
プロリンに代えることで十分以上に補償できるものであり、それによって、未変異のPC
V2b ORF2タンパク質の場合と比較して収量は少なくとも倍加する。
コドン最適化ORF2遺伝子からの131P突然変異を発現させ、そして、クリーンな
バキュロウィルス構築物を用いることで、収量をさらに高めることができる。大規模懸濁
培養で、収量をさらに改善することができる。
これらの所見を総合すると、組換え発現系によりPCV2b遺伝子型からのORF2タ
ンパク質の商業的な大規模製造が初めて可能となる。
実施例3:ブタでのワクチン接種-攻撃実験
3.1 イントロダクション
3.1.1 目的
本試験は、本発明による昆虫細胞発現変異体PCV2 ORF2タンパク質に基づいて
、ブタワクチンの効力を比較及び評価するために実施した。保護能力についての徹底的な
試験を提供するため、異なる遺伝子型のORF2タンパク質を、同種だけでなく異種PC
V2攻撃-感染に対しても用いた。さらに、使用したワクチン用量は、比較的低量のOR
F2タンパク質を含んでいた。
3.1.2 試験概要
本試験においては、仔ブタ140頭を用い、2セットの動物各10頭の7処理群に割り
当て、二つの攻撃のそれぞれにつき1セットとした。動物140頭は、14頭の雌ブタ由
来であった。仔ブタは、低力価から非常に高力価にわたる検出可能レベルの抗PCV2
ORF2抗体を有しており;全動物についての平均MDA力価は、抗体-ELISAによ
り5.8log2であった。
仔ブタがほぼ3週齢となった時に、首に各2mLの筋肉注射によってワクチン接種した
。使用したワクチンは、三つの遺伝子型:PCV2a、2b又は2dのうちの一つからの
バキュロウィルス-昆虫細胞発現系を介して産生された異なる量のPCV2 ORF2タ
ンパク質を含んでいた。使用した組換えバキュロウィルスは、クリーンなバキュロウィル
ス構築物を用いて、AcMNPVポリへドリン遺伝子向けにコドン最適化されたコードO
RF2遺伝子から発現される、アミノ酸位置131にプロリンを有する上記の番号5、9
及び10であった。ワクチンは、Emunade(商標名)アジュバントを用いて水中油
型エマルジョンとして製剤した。そのワクチンはさらに、マイコプラズマ・ヒオニューモ
ニエ(Mycoplasma hyopneumoniae)(J株)からの抗原を含み
、市販のワクチン:Porcilis(商標名)PCV M Hyoに似たものとした。
PCV2 ORF2抗原に関して、被験ワクチンは、動物当たり、標準総用量の1/4又
は1/16を含んでいた。
両方のセットにおいて、群へのワクチン処理の割り当ては、下記のスケジュールに示し
た通りとした。
注:両セットの群7における動物は、攻撃対照として使うためワクチン接種しなかった

Figure 0007422795000004
ワクチン接種から2週間後、全ての動物は攻撃施設に移動された。ワクチン接種から3
週間後(6週齢)、全ての動物に、2b遺伝子型又は2d遺伝子型からの有毒PCV2に
よる攻撃感染を行った。攻撃は、セット1についてはPCV2b攻撃ウィルス(オランダ
単離物、2003)を用い、セット2についてはPCV2d攻撃ウィルス(ドイツ単離物
、2015)を用いて、5log10 TCID50/mLでPCV2/PBS 6mL
(3mL/鼻孔)を経鼻投与することで行った。攻撃ウィルスは、PCVを含まないPK
15細胞で産生させたものであり、細菌及び真菌無菌性について検査済みのものであった
攻撃から3週間後(9週齢)、全動物を屠殺し、調べた:肺、鼠径リンパ節及び腸間膜
リンパ節、扁桃腺、胸腺、脾臓、肝臓及び腎臓に特に注意を払いながら、内臓をイン・サ
イツで調べた。次に、扁桃腺、肺、腸間膜リンパ節及び鼠径リンパ節からの検体を摘出し
、免疫組織化学検査(IHC)によるPCV2攻撃ウィルスの検出のために固定した。
他の分析、例えば血液検体についての血清検査、組織及び綿棒検体についてのqPCR
も行った。しかしながら、IHCデータが、最も明確な結果を与えた。
3.2 材料及び方法
3.2.1 PCV2 ORF2タンパク質
PCV2a、2b及び2dのPCV2 ORF2遺伝子配列を、上記のセクション2.
1に記載のように中間規模培養で製造した。ゲル電気泳動によるそれらの定量については
、上記セクション2.3.2に記載されている。
3.2.2 試験動物
試験動物は、PCV2ウィルス負荷に関して陰性であり、中等度レベルの抗PCV2抗
体を有していた。動物が攻撃前にPCV2感染の臨床徴候を発症していたら、試験は除外
となっていたであろう。
健常動物のみを試験に含めた。全ての仔ブタを、全体的な健康、並びに疾患の臨床若し
くは全身徴候、例えば食欲低下、運動を嫌がること、横たわる傾向、倦怠若しくは眠気、
震え、毛の逆立ち、浮腫(特に眼球周囲)、嘔吐及び下痢及び呼吸困難について1日1回
観察した。
仔ブタを個々に耳タグによって標識し、14種の同腹仔の仔ブタを試験群全体に等しく
分けた。離乳後、水道水を自由に摂取させ、給餌は標準的な手順に従って行った。
ワクチン接種は、分娩農場で行った。攻撃施設に移動した後、1週間の馴致を行った。
3.2.3 検査室実験手順
3.2.3.1 免疫組織化学検査
10%ホルマリンで固定しパラフィンに包埋することで、組織学的検査用に組織検体を
準備した。顕微鏡検査スライドを準備した。これらを、一次抗体としてのウサギポリクロ
ーナル抗PCV2血清とともにインキュベートし、ペルオキシダーゼ染色(Envisi
on+(商標名)、DAKO)によって視覚化した。スライドを、ヘマトキシリンによっ
て対比染色した。扁桃腺及びリンパ節の顕微鏡検査で、特徴的な褐色染色が得られ、着色
の程度に応じたスコアとした;
スコア0:リンパ濾胞が、特異的陽性染色を全く示さなかった。
スコア1:10%未満のリンパ濾胞が、特異的陽性染色を有する細胞を最大15個含ん
でいた。
スコア2:10~50%のリンパ濾胞が特異的陽性染色を有する細胞を最大15個含ん
でいたか、又は10%未満のリンパ濾胞が特異的陽性染色を有する細胞を15個より多く
含んでいた。
スコア3:50%を超えるリンパ濾胞が、特異的陽性染色を有する細胞を含んでいた。
個々の組織のスコアの合計を、動物当たりの合計IHCスコアとして記録し、それらの
値を群の全動物について合わせた。
3.2.3.2ワクチン製剤
被験ワクチンを、Emunade(商標名)を含む水中油型エマルジョンとして製剤し
、それは、ワクチン抗原並びに水酸化アルミニウムを含む水相中に分散した鉱油を含む二
重アジュバントである。9%Mhyo抗原を含む製剤は、WO2016/091998に
記載の手順によるものであった。
さらに、EP1.926.496に従って、全用量(2mL/動物)の25%がORF
2タンパク質約20μgを含み、6.25%の用量がORF2タンパク質/動物用量5μ
gを含むようにワクチンを製造した。
3.3 結果及び結論
免疫組織化学的検査によって、死後に摘出した扁桃腺、腸間膜リンパ節及び鼠径リンパ
節の組織検体を分析し、検出可能な攻撃ウィルスの量を評価した。これらの結果のグラフ
による概観を図3及び4で提供し;図3は、毒性PCV2bウィルスによる攻撃感染を受
けたセット1の群1~7における動物についての結果を表し;図4は、動物が毒性PCV
2dウィルスによる攻撃を受けたセット2の全ての動物についてのIHCデータを表す。
縦軸は、上記スケールに従ったIHC強度のスコアを示すものである。そのIHC結果
を用いてワクチン接種群と非ワクチン接種群でのPCV2感染の低減レベルを比較するこ
とで、PCV2 ORF2タンパク質に基づくワクチンの効力を求めることができる。
いくつかの所見を得ることができた;
-非ワクチン接種動物は、ワクチン接種群と比較してかなり高いIHCスコアを示し、
それは、攻撃の用量が十分高いこと、及びその攻撃感染が、仔ブタでの中等度レベルの抗
PCV2母体抗体のものであっても有効であったことを示している。
-以上のように、ORF2タンパク質5μg又は20μgを含むワクチン用量は、攻撃
ウィルスの複製に対する強力な保護を提供し、最大90%のIHCスコア低下に達した。
従って、これらのPCV2ワクチンは、非常に有効であった。
-PCV2d攻撃に対して、最低用量のPCV2a ORF2タンパク質について、や
や低い保護が認められた。これは、本発明によるPCV2b若しくはPCV2dからの昆
虫細胞発現変異体ORF2タンパク質に基づくPCV2ワクチンが、単回投与であっても
、そして母体由来抗体に関連するものであっても、PCV2感染に対するワクチンとして
非常に有効であることを示している。等しい用量で、PCV2bから若しくはPCV2d
からの変異体ORF2タンパク質に基づくこれらのワクチンであっても、PCV2a O
RF2タンパク質に基づく従来のワクチンより効果が高いように見えた。
-大概の場合、同種保護が異種保護より良好であったが、調べた3種類全てのワクチン
遺伝子型により、PCV2b及びPCV2d攻撃ウィルスに対する明らかなレベルの交差
保護があり;PCV2a及びPCV2d ORF2タンパク質ワクチンは、PCV2b攻
撃に対して最低用量で保護効果は匹敵するが、それより高い用量ではPCV2a ORF
2タンパク質の方が良好であった。しかしながら、変異PCV2b ORF2タンパク質
に基づくワクチンは、両方の用量でPCV2d攻撃に対してPCV2a ORF2タンパ
ク質より良好であった。

Claims (7)

  1. 薬学的に許容される担体中に変異PCV2b ORF2タンパク質を含む、PCV2による感染の若しくは関連する疾患徴候の軽減のためのブタ動物用ワクチンであって、変異PCV2b ORF2タンパク質がアミノ酸位置番号131にプロリンを有することを特徴とし、
    ここで、前記変異PCV2b ORF2タンパク質は、昆虫細胞における変異PCV2b ORF2タンパク質の発現方法によって得られ、
    そしてここで、PCV2b ORF2タンパク質におけるアミノ酸位置番号131のプロリンへの変異により、昆虫細胞における発現時の核蓄積が防止される、
    前記ワクチン。
  2. 変異PCV2b ORF2タンパク質がVLPの形態であることを特徴とする、請求項1に記載のワクチン。
  3. アジュバントを含む、請求項1又は2に記載のワクチン。
  4. 更に、ブタ動物に対して病原性である微生物抗原を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のワクチン。
  5. ブタ動物におけるPCV2による感染の又は関連する疾患徴候の軽減方法であって、請求項1~4のいずれか1項に記載のワクチンを前記ブタ動物に投与することを含む方法。
  6. PCV2による感染の又は関連する疾患徴候の軽減のためのブタ動物用ワクチンの製造のための、アミノ酸位置番号131にプロリンを有する変異PCV2b ORF2タンパク質の使用であって、
    ここで、前記変異PCV2b ORF2タンパク質は、昆虫細胞における変異PCV2b ORF2タンパク質の発現方法によって得られ、
    そしてここで、PCV2b ORF2タンパク質におけるアミノ酸位置番号131のプロリンへの変異により、昆虫細胞における発現時の核蓄積が防止される、
    前記使用。
  7. 請求項1~4のいずれか1項に記載のワクチンの調製方法であって、該方法は、
    - アミノ酸位置番号131にプロリンを有する変異PCV2b ORF2タンパク質を、昆虫細胞における変異PCV2b ORF2タンパク質の発現方法によって得る段階を含み;
    -前記変異PCV2b ORF2タンパク質を、薬学的に許容される担体と混合する段階;及び
    -前記変異PCV2b ORF2タンパク質及び薬学的に許容される担体の前記混合物を、アジュバントと製剤化する段階
    から選択される1以上の段階を更に含む方法。
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