JPH02503914A - コレラワクチン - Google Patents
コレラワクチンInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
コレラワクチン
[発明の背娯]
この出願は本出願と同一の出願人による米国特許出願第043、907号の「二
】レラワクブン」と題するメカラノスに係る部分継続出願で必り、1京出願の全
明細書及び図面を参考の六−めここ(、:、引用する。
本発明はビブリオ・コレラエ(Vibl’i0 cholerae )に対する
免疫学的保護じ関するものである。
V、 mコしノブエは、小腸内でコロニー形成しかつ蛋白毒素を分泌づることに
より人間に下痢症状をもたらしうる種類の細菌で必る。コレラトキシンの作用は
充分に特性化されている。
毒素は2種のサブ単位、すなわちA及びBサブ中位を含む、。
Bサブ単位は既知の毒性作用を持たないが、ワクチンの成分として使用した際に
成る程度の免疫学的保護を与える[ブラック等(198B>、「コレラ及び関連
下痢症に関する研究の進歩」、第3巻、第271頁、クワハラ等編]。
Bサブ単位のワクチンに加え、コレラ用のワクチンはさらに変性された全コレラ
1〜キシン、一般に[:)H7,5〜8.0の固体培地で増殖したV、コレラエ
の死滅全菌体、及び死滅菌体と失活毒素分子との混合物を包含する。他のワクチ
ンはAサブ単位のコレラトキシンを産生しない生存の弱毒化V。コレラエ菌株、
並びに異種非ビブリオ・コレラエキュリャの弱毒化菌株、すなわち非−V、]レ
ラエ菌株、たとえばコレラ保護性01抗原を、J・−斗するクローン化遺伝子を
持ったりル七ネラ・f”) イ(Salmoriella ryphi) T
y21 Aの弱毒化菌株を包含する1ジヤーナル・インフエクチャス・ディシー
ズ、第131巻、第553〜558頁(1975)コ3゜■ハラ等[トロピカル
・メジスン、第28@、第21頁(i986):及びワクチン、(1988)
]は、約16KDの構造サブ単位蛋白を右りるV、」レラにの繊毛(firni
riae )の精製を記載している。この蛋白はクー7シー青により染色されず
、かつその血球凝集反応(HA)タイターはンンノース感受性である。AL−カ
イシ等[ジi’−ノル・アゾライド・バクテ゛リオ[]ジー、第58巻、第22
1頁(1985)コも、マン、ノース感受性トIAタイターを有する繊毛を記載
Lノでいる。
カノオ[日本細菌学雑誌、第36巻、第465頁(1981) ]、メルニ一】
八等[モ1)4]−ラ・バイオ〔]ジカル・ゼネテイツクス、ロシア、第2巻、
第18頁(1982) ] 、及びカノオ[ジャパニーズ・ジャーナル・バクテ
リオロジー、第36巻、第465頁(1981) ]は、プラスミド遺伝子によ
りコードされるV。
コレラTの有性繊毛を記載している。ホルムグレン等[インフエクション・アン
ド・イミューニテイー、第33巻、第136頁(1981) ]は各種のイー・
コリ繊毛を記載している。
[発明の要点]
本発明は繊毛(gilus ) 、待にV、コレラエを腸に付着させかつ腸内で
コロニー形成するのに役立つトキシン・コレギュレーテッド・ビルス(rTcp
A繊毛」〉と呼ばれるV。
コレラエ表面蛋白構造を提供する。この繊毛の生産は成る種の実験至培養条件下
で顕著に向上し、したがって本発明はざらにTCpA繊毛を製造するためのV、
コレラエの培養方法をも提供する。さらに本発明は、TCI)A繊毛の生産と共
に同時調節(コレギュレート〉されかつワクヂン成分としても有用であるBサブ
単位のコレラトキシンの製造方法をも特徴とする。ざらに、本発明はTCpA繊
毛サブ単位に関する構造遺伝子をクローン化し、かつTCpA蛋白の推定アミノ
酸配列を決定した。これら物質及び情報を用いて、T(:DA繊毛を認識すると
共にV、コレラエのヒト腸への付着及びコロニー形成を阻止するような保護抗体
の産生を刺戟しうる数種の異なる種類のコレラワクチンを生産することができる
。
第1の面において、本発明は(1)V、コレラエのTcpAili毛の少なくと
も1つの免疫原決定子(若しくは前記繊毛と交差反応するポリペプチド)、好ま
しくはT C,I) A繊毛の全体からなる精製ポリペプチド:(2)V、コレ
ラエのTCpAI毛にお〔プる少なくとも5個の隣接アミノ酸をコードするオリ
ゴヌクレオチド及びこのオリゴヌクレオチドによりコードされるポリペプチド;
及び(3)151基対からなりV、コレラエのTcpA繊毛をコードする一対の
遺伝子の核酸配列を実質的に有するオリゴヌクレオチドを特徴とする。
精製という用語は、用語TCpA繊毛又は繊毛の1部を形成するポリペプチドを
天然に存在する1種若しくはそれ以上する。好ましくは、ポリペプチドはこれら
天然の成分を実質的に含まず、製造に際し全蛋白の50%以上を示し、かつ正常
なompu蛋白レベルの50%未満を有する。
ボッペプチドという用語は、抗原的に活性であり、したがって天然TCpAを認
識する抗体の形成を誘発するTCpAの1部をコードするアミノ酸の配列を意味
する。
第2の面において、本発明はワクチンの製造方法を特徴とし、TCpAを通常よ
りも高レベルで産生する条件下に増殖培地中で、好ましくは約6゜5若しくはそ
れ以下のpHを有する培地中で、■、コレラエ菌体の培養物を増殖させ、或いは
突然変異したhtx遺伝子を有する菌体を用いることを特徴とする。好ましくは
ワクチンは仝菌体ワクチンであり、かつこの方法は菌体を死滅させることをさら
に特徴とする。或いは、ワクチンはTCpA繊毛からなり、方法はV、コレラエ
菌体を収穫しかつ菌体からTCpA繊毛を精製することをざらに特徴とする。或
いは、ワクチンはコレラトキシンのBサブ単位からなり、方法はV、コレラエ菌
体を収穫しかつコレラトキシンのBサブ単位を菌体から精製することをさらに特
徴とする。
他の面において、本発明はTCOA繊毛又はその免疫原決定子、好ましくは上記
のように精製されたものからなるワクチン:TCpA繊毛の免疫原断片をコード
する核酸を含む異種(非−■、コレラエ)細菌菌株:V、コレラエのTCE)A
繊毛の免疫原決定子と蛋白の8サブ単位の免疫原決定子とからなるハイブリッド
ポリペプチド:並びにこれをコードする核酸を特徴とする。ざらに本発明は、少
なくとも1%の全蛋白をTCl)Aとして有する細菌菌体を特徴とする。好まし
くは菌体は毒性レベルのコレラトキシンを欠如し、特に好ましくは菌体は突然変
異htx遺伝子を有するビブリオ・コレラ□ 工である。
[好適実施例の説明]
図面はV、コレラエにおけるTCI)A繊毛をコードする遺伝子のDNA配列、
及び対応のアミノ酸配列を示している。
TcpASti毛は、■、コレラエ菌体のフィラメント状表面成分(繊毛)の例
である。■、コレラエ0395の仝菌体から分離すると、これは20.5KDの
SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動における見掛は分子量を有する。TCp
A繊毛はV、コレラエの表面にあける巨大分子フィラメント構造に結合し、差別
遠心分離により部分精製することができる。
繊毛は、■、コレラエ菌体の増殖に関する成る種の環境条件の下でのみ著量に生
産される。たとえば、その生産は低pH1好ましくはpH6,5若しくはそれ以
下で最良であり、7.5以上のpHでは実質的に検出できない。ざらに、その生
産は50〜100mHのNaC2に等しい低イオン強度にて最良である。
TCpA繊毛の生産を調節する他の因子は、増殖培地(たとえばL8、下記参照
)にあけるアミノ酸の存在、通気(たとえば培地6で当り毎分0.5〜2で)、
培地の種類(好ましくは液体)、並びに培養温度(好ましくは25〜30℃)を
包含する。ざらに、TcpA4!!毛はV、コレラエ菌体の特定の増殖段階(た
とえば定常期)においてのみ生産される。これらの増殖条件は一般に菌体増殖に
は最適でなく、寧ろこれらはTCDA繊毛の生産につき最適である。
TcpA繊毛は精製されるとフィラメントの束を形成し、蛋白はクーマシー青に
より染色され、かつその血球凝集反応活性はマンノースにより影響されない。
作成に際しTcpAの比率を測定するには、作成の1部をゲルで行ない、TCl
)Aに対する抗体と反応させてTCI)Aに対応する蛋白バンドを位置決定し、
このバンドをゲルから切除し、かつTCpAの量を測定する。全蛋白を標準法に
より決定し、かつこれを用いてTCpA%を計算する。
■、コレラエにおけるTCpA繊毛をコードする遺伝子を下記するようにクロー
ン化させ、そのDNA配列を第1図に示す。TCpA遺伝子は染色体に位置する
。このクローン化DNA、V、コレラエの他の菌株からの関連DNA、又は図示
したと実質的に同じアミノ酸配列をコードする合成りNAを用いて、他の細菌菌
株で常法によりTcpA繊毛を生産することができる。したがってTCpA繊毛
という用語は、分子の抗原性に実質的に影響を及ぼさないアミノ酸改変を有する
蛋白を包含する。同様に、TCpAをコードする遺伝子はこの種のアミノ酸改変
若しくはTCpAの抗原部分をコードする遺伝子を包含する。たとえば、DNA
を任意の標準ベクターに導入してTCpA繊毛を発瑛しうる細菌菌株に形質転換
することができ、この例を以下に示す。
」土−ユ:工」しにへ玲、イみ丘9久す〕ン化下nph−oAは、その広範な宿
主範囲とランダムな挿入特性とを保持づ−るが、ざらに標的遺伝子と旦九氾A、
づ゛なわち大腸菌のノ′ルカリホスノアターゼ遺伝子との間に融合を形成しうる
[−ランスボラン下「]5の誘W(本である[マノイル等、ブ1コシ−ディング
・ナショナル・アカデミ−・ザイーLンス゛USA、第82巻、第8129頁(
1986) ]。この種の遺伝子融合は、アルカリボスフ7ターゼ(pho△)
のカルポギシ末端部分が枠内ひ標的遺伝子生産物のアミノ末端部分と融合して構
成されたハイブリッド蛋白を−」−ドする。これらのハイブリッド蛋白は、標的
遺伝子が分泌若しくはII!J離間蛋白を一コードしない限り殆んど又は仝りp
h oΔ活性を丞ざない8.これらの活性融合は、l−r>見上<?、Aの挿
入物を持った細菌菌体が塗抹された寒天培地に染色体ンフルカリボスフン・ター
ゼ基質5−ブ「1ムー4−りI」ルー3−インドリル小スフ]ニーt=(xp>
を混入づることにより、青色層コS二、−どじて容易に同定される。為性因fと
見なされる実:a的に仝での細菌蛋白はべり!fラスム、菌体外若しくは細胞表
向に結合−りるので2.(:のブ〕法は細菌の病原特性、たどえ(、l:’ID
バニー形成若しく、!cti索(1−産などに影響を及ぼしうる挿入突然変異を
強力に増大させる1、り作成)をイjする広宿十範囲1)一群プラスミドIT)
RK 290Fメカラノス、ネイチャー、第276巻、第6j33頁(197
8)コの誘導体であるpRT 2ε)1を用いて達成された。要約りれば、不適
合プラスミドpPH1Jl りしり)を重感染さゼかつカナマイシン及びグン
タンイシンに対する耐性につき選択することにより、pR丁291を右づるV、
コレラ]二菌株にて”[r1旦九旦Aの染色体挿入物を得た。i”−n p、、
、、、、、、、i戻)−Aの挿入物をイJ−するV、コレラTのコ1コー、−を
、0部2%のグル」−又と20mg/dのXPとを含有する1、 B寒天に−(
30°CCp h oギ表現型に′)きスクリーニングした。
丁flllT1hOAの挿入物をiづ−る数千個のV。コレラTの]ロー−の保
存物を、1つil OA 融合缶内4ト」−ドする突然変異につきスクリーニ
ングした。Tn拮j> −9−Aの挿入物を持・)だこれら」1−に一の約1%
がこの培地C″古色なり、これらか前記培地で辞世する分泌若しくは膜?b白を
−1−ドーツる遺伝子−1.′1虫合り、/ 7’、= ’T’ n p 1j
Q−Aの:]ピーをイj−することを示り、、、 t:。
、゛これら青色−1口:1−の40fl司を11製し、か′)ポリノアクリルア
ミドグル電気泳動(F”AGE>に31、りぞの全量自分イ1jに′)き分析し
た。野牛型及び突然C異菌株のV、3]1ノラ]二を−、L[3゛ゾ目ス(1)
ト16.5)に−U30’Cぐ18哨間)Cわたり通気しながら増殖さぜ1こ。
遠心分離により菌体を回収し、還元剤(己」、り試料緩衝液中で溶菌させ、か′
)NaDodso4の存在下)J12.5%のポリアクリルアミトスレゾゲルを
用いる電気泳動によって分析し、これ1ついではメカラノス等により従来記載さ
れているE9インノエクシ:jン・アンド・・イミ1−ニデイ4−1第16@、
第787頁(1977) ] 。
゛7種の突然変異種は、1個若しくはぞれ以トのバンドの喪失を示すぞの張自分
イfi4.:おいて検出しうる。;44:を有する。菌株RT110.21によ
り代表される突然変異種の1種は、分子量20.5KDの単一の蛋白を喪失して
−いる。
20.5KDの蛋白を欠損する突然変異種を、3・−〇1」令のC11,)−1
ネズミに対でる突然変異種と親菌株どの同時接種を含む競合分析によりT]【」
ニー形成の欠陥につぎ試、験し、これについてはノIノータ・−等により実質的
(,1記$!、されている[インフ工りション・アンド・イミコーーーニテ゛イ
ー、第34巻、第234頁(1981) ]。20゜乏5KDの蛋白を喪失1.
ノた突然C5異菌株1く−”f”−110,21は、インじボに−C親菌株と競
合りるがインビト[11111]では競合しないその能力の顕箸−な低下を示し
た。120゜5 K [−)蛋白を欠損した他の独立しC分離された突然変異種
を用い(−行なった他の競合実験は、この種の突然変異種が子ネズミ及び親ウサ
ギの両者において〜] [11、X1iiii:・−形成、 i;″′重人な欠
点を有することを確認した。
20.5KDの蛋白は細菌の菌体表面に位@−する1−j大分子構造に結合する
ことを菌体分画は示した。菌株03ε)!、)・N1から誘導された非鞭毛突然
変異種(但o t、−−39>1、メカラノス、ネイチャー、第306巻、第5
51真(1983) ]を用いて、数回の差別沈降により剪断菌体からこれら@
造体を部分精製した。この菌株をLBブロス(Lll−46゜5)で増殖させた
。2eのフラスコ1本当り容積400mのブロスを用い4、かつ培養物を毎分1
50回転にて30℃で16時間培養し2だ。菌体を遠心分離により集め、かつ1
2.5mMのトリス−HCj(1:)H?。0)と25m)IのNaCl2とh
+HのMgCff2と4mMのCaCe2とを含有する緩衝液に再懸濁した。2
1番手の針に通過させることにより細菌菌体を剪断した後、繊毛を数回の差別遠
心分離により精製して菌体と司溶性蛋白どを除去[7た。
典!S″j的には、剪断された菌体を3000 xpに゛U20分間遠心分離し
た。上澄液を集め、かつべ1ノツトを捨”Cた。次いU”、上澄nE15,00
0x gに′740分間遠心分離し’1’:oi:、、 (7) 、:1程から
の」二澄液を捨(“、かつベレットを集め(“IC1つ緩衝液に再懸淘さ1tた
。差別遠心分離のJこれら2工稈ろ!・再び2回反復した。最終ベレッ[・は、
このJ、゛)へ作成(−7精製I−c p Aを示L)lご(すt′Cわち1(
Ir)Affi白は全菌体車内の50%以りを示す)。
繊りの分離は、2Q、5キ〔−〕ダルトン織しザ1中位の精製をP A G E
−により追跡しく監視しlこ5.精製された繊毛を、2%モリゾノ?ン酸ア〕/
モニウムC調製物を染〔へした後に電子顕微鏡トC−観察した。“市、1′顕微
鏡シ二お)、フるこ“れら調製物の検査(、よ、長い横方向に結合し1.:′繊
毛(f!l1l)I”!a Wしくは[) i t i ) (ii径径口0
…を示した。個々の繊毛ノ(ンメント・は菌株0395の菌株の表面)、′:見
られたが、20.8)KDの蛋白を喪失し1ζT n旦巾gO−A誘発突然変異
種の菌体には見られなか−CL 。
20.5KDの蛋白をP A (’、’El b後)、′電気溶出によってさら
に精製し、かつN −・末端アミノ酸配列:・;、)’情にかけた。配列データ
は図面に示したものと一致する。この配列は高度に疎水性であり、か′つ分泌伏
目配列の1部若しくは全部を示づこ(艷ができる。この結論と・一致して、菌株
RT’1lO821からのTnl:)ElnjA融合のり゛ブクローン化及びD
NA配列決定は、この疎水性のアミノ酸範囲をニコードする配列から下流に位置
した配列92コドンをコードする繊毛にpho、A、i信子が融合することを示
した。20.5KDの蛋白を喪失した他の2種の突然変異種もこの同じ開放読枠
にphoAを融合した7−nphoA挿入物を有し、この配列がV、コレラエ繊
毛に関する構造遺伝子を実際に示さないことを確認する。
次の2つの工程でtcpA遺伝子に関する遺伝子をりa−ン化させた。先ず最初
に、RTllo、21が有するtcl)A−TnphoA遺伝子融合体を、イー
・コリにあけるカナマイシン耐性表現型につき選択することにより、プラスミド
にクローン化させた。次いで、このT n p h o A m 合体に隣接し
たDNA配列から誘導される遺伝子プローブを用いて、菌株0395(jd>の
野生型tcpA遺伝子を有するコスミドクローンを同定した。I)C312G7
と呼ばれるこのプラスミドは、以下の実験により示されるように活性8丁110
.21に導入すると、これはその繊毛欠陥を補って、このプラスミドを有する菌
株は再びTCpA繊毛を生産G7にあけるその位置を確認した。この配列を図面
に示す。
C,V、コレラエ菌株0359−N1若しくは569B−N1に導入すると、p
C312G7は高繊毛形成表現型を誘発し、これらの菌株は発現培地で通常生産
されるよりも2〜3倍多いTCpA繊毛を生産する。569B−N1G;tV。
コレラエのイナバ血清型菌株である。これはctxAi伝子にお信子欠失を有す
るが、CtXB+である。この菌株は、0395−NTのctxA3 )(m
突然変異種を569B、(菌株569Bは一般に非運動性で必る)の自然の
高度運動性誘導体まで変換することにより作成した。この変換体く菌株569B
−NT>を、次いでl)JM290.2 (土す)での組換により569B−N
1まで変換した。
d、 イー・コリ若しくはサルモネラ・チフィムリウムし35000に導入する
と、pc312G7はウェスタンプロット分析により寸法及び免疫学的性質にお
いてTcpA蛋白と同一である蛋白サブ単位を生産する。
B、コレラトキシンのサブ単位
Bサブ単位はコレラトキシン中にAサブ単位と共に5:1の比で存在する。これ
は既知の毒性活性を持たず、コレラに対するワクチンの成分として有用である。
Aサブ単位を失活させる突然変異を持ったV、コレラエの菌株が知られている。
A及びBサブ単位の両者のレベルは、TCpA繊毛の生産に適する培地にて上記
したように■、コレラエ菌体を増殖させることにより顕著に増加させることがで
きる。不活性Aサブ単位を有する突然変異種、たとえばctxA欠失菌株(コ)
を用いることにより、菌体を増殖させてBサブ単位とTCI)A繊毛との両者を
同時に多量に生産することができる。
Bサブ単位とTOl:)A繊毛との生産増加の原因は、これら蛋白をコードする
遺伝子が同じ遺伝子(toxR)により制御され、その制御若しくは活性が増殖
条件により影響されるためであると思われる。
ざらに、↑CpA特異性ハイブリッド化プローブ(TcpA蛋白のアミノ酸をコ
ードすることが知られたヌクレオチドのみを含有するDNA断片)を用いて、コ
レラに罹患した患者から分離された全てのV、コレラ菌株にはtcpAi伝子が
存信子ることを示した。これに対し、数種の■、コレラエの環境菌株(すなわち
患者からでなく水資源から分離された菌株)はtcpA遺伝子を含有しない。こ
れらの観察は、tcpAがヒト下痢症状に含まれる全ゆるV。
コレラエ菌株につきコロニー形成因子をコードするという見解を支持する。ざら
に、tcl)A遺伝子を含まないV、コレラエの環境菌株は、ヒト志願者のコロ
ニー形成が貧弱でありかつこれら志願者には免疫性をあったにしても僅かしか誘
発しないことが知られている[レビン等、「小児における急性腸感染」、第26
章(1981) 、エルセビール出版]。これに対する説明は、これらの菌株が
TCpA繊毛を形成できず、したがってヒトをコロニー化できず或いはTCDA
繊毛と反応する保護抗体を誘発しえないことである。
コレラワクチン
TOi)A!毛と多量のBサブ単位との両者とを生産する能力は、各種のコレラ
ワクチンの作成を可能にする。
a、死滅仝菌体ワクチン
このワクチンを得るには、V、]レラエ菌体をTcpA繊毛及び(又は〉コレラ
トキシンのBサブ単位の高度発現を可能にする条件下で増殖させる。菌株039
5−Nl、569B−N1及びその誘導体につきこの種の条件を確立したが(下
記実施例2参照)、これら条件はV、コレラエの理論上全ての菌株につき同様に
確立しうろことも示したが、ただしTcpA及びコレラトキシンBサブ単位の生
産を用いて増殖パラメータを最適化する。同様に、ここに示したとは異なる増殖
条件下でTCpAと8サブ単位とを生産するV、コレラエの突然変異菌株を分離
することもできる(下記実施例2における菌株569B htx−5)。本発
明の本質的特徴は、成る種の増殖条件下におけるV、Tlレラエの培養がその表
面上にTCpAm毛を高レベル(すなわち全国体蛋白の1%以上)で発現する菌
体を生産することができ、したがって適するコレラワクチンを形成することであ
る。適する菌株を適する条件下で増殖させた後、菌体を次いで常法により、たと
えばグルタルアルデヒド若しくはホルマリンでの処理により死滅させる。これら
の処理は、たとえばTCI)A繊毛及びBサブ単位の抗原特性を保持するもので
なければならない。
このワクチンには、常法により或いはその生産を向上させる条件下で菌体を増殖
させ、かつ次いで常法により蛋白を精製することにより生産された精製Bサブ単
位を補充することこの実施例は、死滅仝菌体ワクチンに使用するための或いは精
製TcpA繊毛を製造するためのコレラBサブ単位及び繊毛形成■、コレラエ菌
体の製造を示している。
■、コレラエの少なくとも3種の異なる菌株を、繊毛形成した菌体及び二ini
] 1ノラ1〜ヤシンのBサシ単位の製造に使用覆ることができる。菌株o 3
95− N 1及びぞの高繊毛形成誘導体0395−N1 (pC312G7)
は血清型にCΔガワ型である一方、菌株569 F3−N 1及びその高繊毛形
成された誘導−イ本である[メカラ、ノス、ゾ1−]シーディング・ナンヨ]ナ
ルトノ7カデミー ・1ノ、イエンス・USA、第75巻、第941頁]5、゛
」シラ1〜ギシンを高度生産く′8ぜる弛(、こ、力」、−4入突然変巽はト記
(、−要約りる増殖条イ′1、及びi’−c pAAr1ζ(よ通常許容しえな
い他の増殖条件(たとえば7.5のような高1)H)の両者り丁τ丁ICDA繊
、毛の高度生産を司能にづる。7好まL) < GJ:、刊ノラ死滅全菌体ワク
チンはオガワ型及びイ太バ型の両血清さ°4の菌体を含有すべぎ(・市り、しま
たがって1種のオガソ型及び1種の一イナバ型菌株の別々の培養物を一般(こ作
成−復る、2高度繊毛形成した誘導体は、そのI京XJ体J、りち2〜3倍多い
T−c p A繊毛を生産する。伺故なら、これらは菌株0395の1CI;
、、p−A遺伝子を含有づる高二Iビー数プラスミドpcs12G7をイjL(
すなわち0395−N1記するJ、うに培養(きれるが、ただしアンビシリ〕/
を菌株0395−Nl (L)C312G7X;二ついでは1 rn1当り50
)4の岐路は度まで培地に添加する。
選択されたV、コレラエ菌株の出発培養物を2dのL−B、 −6,5培地(1
0qのトリゾ]・ン、5Qの酵母抽出物、5gの塩化すトリウム、オー1〜クレ
ープ処理前にp[4を6.5に調整)を含0りる試験管ひ作成し、かつローラ培
養器に71−3Orpm (r)速度−(:l”30’Ck:で18時間培養し
た。出発培養物の出発1メ[体密葭(よ低く(新鮮寒天板培養物から接種し/
”’(’、’、” 1 ml! :=、#≦り杓107 (p、] ) 、かつ
増殖後に細菌菌体の自己凝集物が肉眼で容易に児える物質の塊とし”C出現した
。牌となった細菌菌体を直\1静車管から沈降させ、次いで底部からビペッ[・
により集めた9、洩とな′)だ菌体を用いて、適当し二段61された醗酵槽(、
含まれる6eのL B −6,5培地(、:接種し7.1?テ気を培地中(、ニ
ポンノ°吹込りると共(微細な気泡としく一分散さぜだ1.この培養物を緩徐に
通気(0,5〜N!/mi+i ) L/ながら25°に)、−て24時間培養
し、その間に培養物は定゛帛期に達し1.かつほぼ完全(1:T自己凝集した。
その表面に丁CpA繊毛をイj“°づ゛る塊となつlJ細菌菌体を遠心分離によ
り集め、かつ600nfの0.85%塩化J」〜す1ツム、10[11Mリン酸
すl・リウム緩衝液(p117.0)に再懸濁させた。
次いで1.これらの繊毛形成した\/ 、 X1iiiiil lノラ丁菌体を
精製TcoA繊毛若しくは死滅全菌体の製造に使用ツる一方、菌体を含まない培
養上)a液を用い+7 m’lし、7[〜ヤシ〕、/のBサブ単位を常法により
精製した[メカ[ラノス3、インノJクシミ1ン・アンド・イミコーニブイー、
第1(5巻、第7j19頁(1977)及び第20巻、第5!〕2真(19’7
8) ] 、、仝菌全菌クブンに使用リベくこれら繊毛形成菌株を死滅さゼ、゛
かつ保持ターるために用いる方法は、1−cp△繊毛の免疫性を破壊しζ(、末
ならない(〕とが予想さ−れる1、く二の点15〜閏(・、1%グルタルシ′ル
デじド若しく Gt 1%ホルマリンに31、る繊−+:影形成菌体の?4〜・
−48時間にわたる処理はこの微生物を効果的(、′。
死滅させるど共(、二、T CpA繊毛の免疫性を維持・Aる1、(二のタヒ滅
全菌体ワクブンを経口若しくは非経し]投与すイ)ための和牛物は、好ま1ツク
はオガワ血清型の少なくとも1G10個の+1.i ’を戯。
した繊毛形成\、仁−]レラ菌体(0395−N1若しくは0:395−N 1
(L)C312G 7))どイナバ血清脳j9の少なくとも1010個の死滅
l、ノた繊毛形成\/、 ]レラ工菌体(569+、3この種のワクチンの保護
効果は、繊モ形成\仁゛、コレラ、丁7菌体を作成すべく使用した同じ培養物か
ら製造される」1人lントキシンの精製Bサブ単位を200〜500a含ませる
<、□二とによりざらに改善することができる。4種全ての生産菌株がA→t−
7単位の毒素を欠如すること、並びに上記培養条件がTC:l:)A繊毛及びB
サブ単位の両者を発現するのに最適であることl−6、注目される。これらは好
適種類の生産菌株及び条(1′cある。
代案として、繊毛形成菌株を剪断しかつ差別沈降若しくはその伯の方法によりT
CpA繊毛を精製し、次いでこれを単独で或いは精製コレラBサブ単位と組合
せてワクチンとして使用することができる。
b1皿旦旦八へ−4,,72−チーン
この一ツクチンはTCpA繊毛の少なくとも1個の免疫原断片(たとえば少なく
とも1個のTCI)A繊毛決定子、好ましく)は少なくとも2個簀しくは3個の
Jの種の決定子をイ)づ−る断ハ)−ζ゛構成−れる。繊毛は合成的(、、T或
いは適する条件1ζで増殖されかつ次い(゛常法によ、り精製された全菌体から
作成する。ニーとが(゛さ、或いは組換D Nへ技術を用いC作成りる(、−と
かで−きる5、たとえば、丁cp△繊1)ノアミノ酪配列の断ハ)こ対応する合
成ポリベブノードを常法(Cより作成−づることがCさ“、或いは(=の種の断
ハを一し〜ド9′る核酸配列を発現シスラ1\C発現さぜ−ると共(、二得られ
たポリペプチドを精製づ゛ることG (″きる。常法を用いてこの種の断j1を
同定り−るJ二どができ、1.、:とえば」ニーg、、、−リA遺伝子−の部分
欠失体を作成しハ上記のように発現させ、かつこの部分”rcpA生産物の効果
を試験することかで゛きる。原1””’ CL) A繊毛と同様な免疫性を有す
る断片がこの種のワクチンに有用である。同様に、丁coA繊毛に対し交差反応
するポリペブリードも本発明に適している(交差反応どは、TcpA繊毛に対し
生産された抗体により免疫沈澱しつるポリペプチドを意味づる)。、一般に、ジ
ャーナル・[−レキュラ・イミュノDジー、第19巻、第1541〜1549頁
(1982)及びジA・−太ル・Eレキュレ・ゴミ1ノ1コシー1第21巻、第
785〜793頁(1984)を参照りることができる。
このワクチンにV。コレラ丁の死滅全菌体又はBサブ単位を補充したり或いはこ
れを用いC現存ワクチンを補うこともできる。
さらに、合成ペプチドはワク′ノーンに使用するための純灸疫原を製i6vる安
価な手段を提供する。丁CDA繊毛の推定アミノ酸配列(そのDNA配列から得
られる)は、TODA繊毛と反応してその機能(細胞結合性)を阻止する抗体を
生成させる免疫原として作用するような合成ペプチドを設計するのに必要な必須
情報を与える。この種の免疫原ペプチドは系統的な手段により同定することがで
き、この場合は非単なり若しくは部分型なりペプチドを合成し、次いで抗体をそ
れぞれにつき生成させる。TcpA繊毛と反応して宿主細胞に対するその結合を
阻止する或いは有毒V、コレラエから動物を実際に保護する抗体を誘発するよう
なペプチドを、次いで同定する。これらペプチドはTCpA繊毛の保護エピトー
プを有し、したがって好ましくはこれらを適当な免疫キャリヤ蛋白に化学架橋ざ
ぜた後にコレラワクチンとして使用することができる。このキャリヤ蛋白は、[
T−細胞ヘルプ機能」を与えることによりペプチドの免疫性を向上させる。多く
の異なる蛋白がペプチドキャリヤとして使用されているが、最良のものはコレラ
Bサブ単位又はイー・コリの感熱性エンテロ1〜キシンのBサブ単位である[イ
ンフエクション・アンド・イミューニティー、第44巻、第268〜273頁(
1984) ]。
実施例 3:TcpA−関連キメラ蛋白ワクチン化学架橋したTcpA−関連ペ
プチドキャリヤ蛋白結合体を免疫原として使用しうると同様に、遺伝的に誘導し
た融合蛋白もコレラワクチンにて免疫原として作用することができる。これら遺
伝子融合体は、TcpA繊毛用の構造遺伝子から或いはTCpA蛋白に関するペ
プチド配列及びキャリヤ蛋白の遺伝子をコードする合成りNAオリゴヌクレオチ
ドから作成される。本出願人はtcpAm伝子とイ信子コリのアルカリホスファ
ターゼの遺伝子(i)hOA>との間の遺伝子融合体を作成し、かつ上記のよう
にV、コレラエ及びイー・コリの両者で融合蛋白の産生を示した。これらの融合
蛋白はTcpA1毛に対し生成された抗体と反応し、したがって恐らく融合蛋白
を免疫原として使用すればTcpA繊毛に対し抗体を刺戟すると思われる。この
遺伝子操作を用いて、tcpA−関連DN、A配列とLT−8サブ単位コレラト
キシンBサブ単位に類似したキャリヤ蛋白(すなわちジフテリャトキシン及びテ
タヌストキシンのようなキャリヤ蛋白)の遺伝子との間における他の融合蛋白を
作成することもできる[FEBSレタース、第208巻、第194〜198頁(
1986) ]。
C0異種生ワクチン
比較的非病原性となるよう改変されたサルモネラ、イー・コリ若しくはワクチニ
アウィルスの生存菌体を組換DNA技術により形質転換させ或いは改変して、T
cpA繊毛蛋白、好ましくはさらにコレラトキシンのBサブ単位をコードする。
これら国体若しくは粒子を用いて、これらがTcpA繊毛及び好ましくはBサブ
単位に対しても抗体生産を刺戟することができれば、コレラに対し接種すること
ができる。蛋白の免疫学上活性な断片のみをこれら微生物によりコードすれば良
く、このワクチンを上記ワクチンと組合せて或いは従来のワクチンと組合せて使
用することができる。
実施例 4:
この実施例は、TCOA’m、毛サブ単位を発現する異種キャリヤ生ワクチンの
作成を説明する。S、チフィ TV21A[ジャーナル・インフエクチャス・デ
ィシーズ、第131巻、第553頁(1975) :インフエクション・アンド
・イミューニティー、第46巻、第564〜569頁(1984) ] 、他の
サルモネラ・スペシーズ[ネイチャー、第291巻、第238〜239頁(19
81) ] 、イー・コリーシゲラ・ハイブリッド[インフエクション・アンド
・イミューニテイー、第46巻、第465〜469頁(1984) ]及びワク
チニア・ウィルス[ネイチャー、第311巻、第67頁(1984) ;プロシ
ープインク・ナショナル・アカデミ−・サイエンス・USA、第80巻、第71
55頁(1983) ]を包含する数種の生物は潜在的な生キャリヤワクチンで
市って、同質の病気(腸チフス熱、赤痢、@癒など)に対し免疫化するだけでな
く、生存キャリヤ菌株により運ばれかつ適する保護免疫原に関する遺伝子により
発現される他の病気に対しても免疫化する。プラスミドpc312G7若しくは
関連プラスミド、たとえばpC312G10を有するイー・コリ及びS・チフイ
ムリウムの両菌株は、TcpA繊毛と免疫学上同一でおる蛋白を生産する。した
がって、このプラスミド又はこのプラスミドの誘導体は、生存キャリヤワクチン
菌株がTCpA−関連免疫原を発現するための必要な遺伝情報を提供する。
このワクチンの製造方法は、生存キャリヤワクチン菌株として用いる微生物に依
存する。細菌キャリヤについては、TCDA繊毛を発現するプラスミドが形質転
換若しくは結合により常法を用いて導入される。この種のプラスミドをキャリヤ
菌株の染色体に組込んで、より安定なTCpA繊毛遺伝子の遺伝形質を与えるこ
とができる。ウィルスキャリヤについては、t c pA遺伝子配列を、組換ウ
ィルスで感染される宿主(動物若しくはヒト)細胞にて発現するよう遺伝子処理
する。
TcpAI毛を弁環する異種キャリヤ生ワクチンの効果は、これがざらにコレラ
トキシンのBサブ単位を発現すれば改善される。したがって、キャリヤ微生物の
同じ菌株にctxB遺伝子及びtCOAR伝子を導信子ることが好適である。
作成した後、生存異種ワクチン菌株を常法によりワクチン中に配合し、かつ微生
物を増殖させるがワクチン接種された宿主に明瞭な病気を生ぜしめないよう充分
多最の投与量にて経口若しくは非経口投与する(たとえば投与1回当り約106
〜1010個の菌体若しくはウィルス粒子)。
侠■
上記ワクチンの使用は、ヒト若しくはその他の動物に接種してコレラ及び関連感
染を防止することを含む。ワクチンは常法を用いて好ましくは経口ルートによる
が注射によっても投与することができる。投与量は約109〜1010生存細菌
若しくは1010死滅細菌、或いは動物体重1kO当り10〜1000mgのT
cpAI毛若しくはBサブ単位の範囲で変化する。
亙丘
1987年4月29日付けでアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(
ATCC)に次の菌株を寄託して、次の受託番号を受けた:
奇託菌 之圧蚤屋V、 コt、、’ラエ0395−N
l 67396(pC312G7)
V、][]/ラエ569B−N1 53613tX−5
S・チフイムリウムLB5000 67397(pc812G10)
本出願人は、ATCCが上記奇託菌を永久保存しかつ本出願が特許された際には
第三者に分譲しうろことを承認する。
第三者に対する寄託物の分譲に関する全ての制限は、特許の付与と同時に不可逆
的に取除かれる。この物質は、特許期間にわたり米国特許法の下で権限を有する
者により決定された人に分譲できる。寄託された物質は、寄託微生物の試料を提
供するよう最も新しく要求されてから少なくとも5年間、かついずれの場合にも
寄託臼から少なくとも30年間若しくは特許の有効期間のいずれか長い期間にわ
たり、これを生存状態かつ非汚染状態に保つのに必要な全ゆる注意を払って維持
される。出願人は、寄託物の状態に応じて、要求された際に試料を寄託機関が供
給し得なければ、この寄託物を交換する義務を負うことを了承する。
他の実施態様については以下の請求の範囲に記載する。
FIG、 f
入1a、Ala Asn Lys Ala Phe Ala XLe
Sir Val Asp Gly Leu Thr Gl氏@Ala Gi
n
cys Lys Thr Lau mle Thr Ser Val
Gay Asp Met Phe Pro Ty秩@ 工1ε 入1
a 工1e
国際調査報告
1戸1euulII#Il鼻1畦+It’0FNo、 PC”、 70598
1014091^嘗−苧藺−−(シー−−1^os11cjl自6+N6?/−
ffi/j、+(ζ18/n1j09゛″゛″゛パ°〜゛Ae″wol゛es
Nopr−、/IIC那/l’+1jOQ
Claims (27)
- 1.V.コレラエのTCPA繊毛の免疫原決定子からなる精製ポリペプチド。
- 2.ポリペプチドがV.コレラエのTCPA繊毛に対し交差反応性である請求の 範囲第1項記載のポリペプチド。
- 3.V.コレラエのTCPA繊毛からなる請求の範囲第1項記載のポリペプチド 。
- 4.図示したアミノ酸配列の少なくとも5個の隣接アミノ酸からなる請求の範囲 第1項記載のポリペプチド。
- 5.請求の範囲第3項記載のTCPA繊毛の少なくとも5個の隣接アミノ酸をコ ードする精製オリゴヌクレオチド。
- 6.請求の範囲第3項記載のTCPA繊毛をコードする1対の遺伝子における1 5塩基対配列からなるオリゴヌクレオチド。
- 7.遺伝子が、それぞれATCCに菌株67396及び67397として寄託さ れたPCS12G7若しくはPCS12G10によりコードされる請求の範囲第 6項記載のオリゴヌクレオチド。
- 8.V.コレラエ菌体の培養物を約6.5若しくはそれ以下のPHを有する増殖 培地にて増殖させることを特徴とするワクチンの製造方法。
- 9.培養物が、ATCCに受託番号53613若しくは67396として寄託さ れた菌株の少なくとも1種からなる請求の範囲第8項記載の方法。
- 10.アミノ酸:アスパラギン、アルギニン、セリン、グルタミン酸若しくはグ ルタミンの1種若しくはそれ以上を含有する増殖培地にてV.コレラエ菌体の培 養物を定常期まで増殖させ、前記培地は50〜100mHNaClに等しいイオ ン強度を有すると共に、前記培地を酸素に露出しながら22〜30℃の温度に維 持することをさらに特徴とする請求の範囲第8項記載の方法。
- 11.菌体を死滅させ、かつ死滅した菌体を医薬上許容しうるビヒクルに供給す ることをさらに特徴とする請求の範囲第8項記載のワクチンの製造方法。
- 12.請求の範囲第11項記載の方法により製造されたV.コレラエの全菌体ワ クチン。
- 13.ワクチンがTCPA繊毛からなり、V.コレラエ菌体を回収すると共に前 記菌体から前記TCPA繊毛を精製することをさらに特徴とする請求の範囲第8 項記載のワクチンの製造方法。
- 14.ワクチンがコレラトキシンのBサブ単位からなり、かつV.コレラエ菌体 を回収すると共に前記菌体から前記Bサブ単位を精製することをさらに特徴とす る請求の範囲第8項記載のワクチンの製造方法。
- 15.請求の範囲第1項記載のポリペプチドからなるワクチン。
- 16.コレラトキシンのBサブ単位をさらに含む請求の範囲第15項記載のワク チン。
- 17.非一ビブリオコレラ細菌菌株からなり、この菌株が請求の範囲第2項記載 のポリペプチドをコードずる核酸を含むことを特徴とするワクチン。
- 18.ATCCに受託番号67397として寄託した菌株からなる請求の範囲第 17項記載のワクチン。
- 19.V.コレラエのTCPA繊毛の免疫原決定子と、コレラトキシンのBサブ 単位の免疫原決定子とからなるハイブリッドポリペプチド。
- 20.請求の範囲第19項記載のハイブリッドポリペプチドをコードする核酸。
- 21.TCPA繊毛が全菌体蛋白の1%若しくはそれ以上を示す濃度で存在する 条件下にV.コレラエ菌体の培養物を増殖培地中で増殖させ、かつ前記培養物か らの菌体若しくは菌体成分を動物に接種することを特徴とするワクチンの製造方 法。
- 22.菌体1個当り少なくとも1%のTCPAを全蛋白として有する精製された 全細菌菌体を含む溶液。
- 23.菌体が突然変異htx遺伝子を有する請求の範囲第21項記載の方法。
- 24.菌体が非毒性レベルのコレラトキシンを有する請求の範囲第21項記載の 方法。
- 25.少なくとも1%の全蛋白をTCPAとして含み、毒性レベルのコレラトキ シンを欠如してなる細菌菌体。
- 26.菌体がビブリオ・コレラエである請求の範囲第25項記載の菌体。
- 27.菌体が突然変異htx遺伝子を有する請求の範囲第26項記載の菌体。
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