JPH04501058A - パラミクソウイルスの融合蛋白質、組換えバキュロウイルス発現ベクターを用いる該蛋白質の製造方法、該蛋白質を含有するワクチン及びその用法 - Google Patents
パラミクソウイルスの融合蛋白質、組換えバキュロウイルス発現ベクターを用いる該蛋白質の製造方法、該蛋白質を含有するワクチン及びその用法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】
[101請求項第8項において請求された感染細胞から回収されたパラミクソウ
ィルス融合蛋白質の特性を表現する蛋白質。
[11] 請求項第9項において請求された感染細胞から回収されたヒトPI3
融合蛋白質の特性を表現する蛋白質。
[12] 請求項第4項記載の方法により![製されたパラミクソウィルス融合
蛋白質の特性を表現する蛋白質。
[13] 請求項第5項において請求された方法により調製されたヒトPI3融
合侑白賀の特性を表現する蛋白質。
[141パラミクソウィルス融合蛋白質またはそのエピトープに対する免疫応答
を誘発するのに有効な量の請求項第1項記載の蛋白質またはそのサブユニットと
、生理学的に適切な担体とを含むパラミクソウィルス感染に対するワクチン。
[15] ヒトPI3融合蛋白質またはそのエピトープに対して免疫応答を誘発
するのに有効な量の請求項第3項記載の蛋白質またはそのサブユニットと、生理
学的に適切な担体とを含むヒトPI3融合に対するワクチン。
[161パラミクソウィルス融合蛋白質またはそのエピトープに対する免疫応答
を誘発するのに有効な量の請求項第10項記載の蛋白質またはそのサブユニット
と、生理学的に適切な担体とを含むパラミクソウィルス感染にたいするワクチ発
するのに有効な量の請求項第11111記載の蛋白質またはそのサブユニットと
。
生理学的に適切な担体とを含むヒトPIV3感染に対するワクチン。
[181受容体結合糖蛋白質を更に含む請求項第14項〜16項のうち何れか1
項記載のワクチン。
E19] HNI[白質を更に含む請求項14項または16項記載のワクチン。
[203HN11蛋白質を更に含む請求項15項または17項記載のワクチン。
[21] 請求項第14項または16項記載のワクチンの免疫学的な有効量を投
与するパラミクソウィルス感染に対する免疫方法。
[22] 請求項第15項または17項記載のワクチンの免疫学的な有効量を投
与するヒトPIV3感染に対する免疫方法。
[23] 請求項第18項記載のワクチンの免疫学的な有効量を投与するバラミ
クソウィルス感染に対する免疫方法。
[24] 請求項第19項記載のワクチンの免疫学的な有効量を投与するパラミ
クソウィルス感染に対する免疫方法。
[25] 請求項第20項記載のワクチンの免疫学的な有効量を投与するヒトP
IV3感染に対する免疫方法。
[26] バキュロウィルスの発現ベクターであって、蛋白質をコードするエキ
ソジ−ナス遺伝子を発現でき、上記蛋白質は昆虫宿主細胞内でバラミクソウィル
ス融合蛋白質の特性を表現し、上記発現ベクターが昆虫宿主細胞により上記エキ
ソジ−ナス遺伝子の有効な発現を促進するプロモーターの制御の下で上記エキソ
ジ−ナス遺伝子を含むバキュロウィルスのゲノムを含んでいる、上記バキュロウ
ィルスの発現ベクター。
[27] 上記プロモーターがバキュロウィルスのプロモーターである請求項第
26項記載のバキュロウィルスの発現ベクター。
[28] 上記プロモーターがポリヒドリンのプロモーターである請求項第27
項記載のバキュロウィルスの発現ベクター。
[29] 下記を含むワクチンの製造方法、(a) 昆虫宿主細胞によりエキソ
ジ−ナス遺伝子の発現を有効に促進するプロモーターの制御下でバラミクソウィ
ルス融合(F)蛋白質の特性を表現する蛋白質をコードしているバキュロウィル
スの遺伝子を準備し、(b) 上記バキュロウィルスの発現ベクターを、該ベク
ターにより感染させ得る条件下において昆虫細胞と接触させ、(C) 該昆虫宿
主細胞またはその培地から上記蛋白質を分離し、(d) 上記蛋白質の免疫学的
に有効な量を生理学的に適切な担体と混合して上記ワクチンを調剤すること。
[30] 上記分離された蛋白質と上記担体とを混合する前に、上記蛋白質を精
製する工程を更に含む請求項第29項記載の方法。
[31コ 上記ワクチンにバラミクソウィルスのHN蛋白質の有効量を添加する
工程を更に含む請求項第30項記載の方法。
明 細 書
パラミクソウィルスの融合蛋白質、
組換えバキュロウィルス発現ベクター
を用いる該蛋白質の製造方法、
該蛋白質を含有するワクチン及びその用法発明の分野
本発明は、組換えDNA技術のサブユニットワクチンの製造への使用に関する。
詳述すわば、本発明はバキュロウィルス発現ベクター・を用いて産生されたパラ
ミクソウィルスの融合蛋白質(F蛋白質)の特性を表す蛋白質、及びかかる蛋白
質をパラミクソウィルス感染、特にヒトバラインフルエンザ3型ウイルスによる
感染に対するワクチンとして使用することに関する。
先行技術の説明
バラインフルエンザウィルスは、ムンプスウィルス及びニューカッスル病ウィル
スが属しているパラミクソウィルス属に属する。バラインフルエンザウィルスの
中では恐らく最もありふれたウィルスであるヒトバラインフルエンザ3型ウイル
ス(P T 3 : hemadsorption type 1)は、深刻な
呼吸器病を特に小児にもたらす。バラミクソウィルス属の赤血球凝集素−ノイラ
ミニダーゼ糖蛋白質(HN )及び融合糖蛋白質(F)は、感染過程の開始及び
進行に関与していることが知られている。これらのエンベロープ糖蛋白質の特徴
については、下記のごとき和文がある。
R,Ray et al、、 J、Infcct、 Dis、152. 121
9−30 (1985):に、van Wyle Coelingh et a
l、、 Virol、、143.569−82 (1985);^、 5anc
hez et al、、 Virol、、143.45−54 (1985);
R,Jambou et al、、 J、 Virol、、 56.298−3
02 (1985);及びり、 5torey et al、、 J、 %’1
ro1..52.761−66 (1984)異なった型のバラインフルエンザ
ウィルス間の抗原関連性についての和文はあるが、それらの蛋白質成分について
はごく僅かな情報しか得られていない。
バラミクソウィルス属を含めて、呼吸器系病原体に対する免疫は修飾を受けた生
ウィルス並びに化学的に不活性化されたウィルスの使用が報告されている。免疫
付与のための修飾を受けた生ウィルスの使用は、それが非病原性ではあるが、し
かし依然として生きたウィルスであるから、それが被投与者に投与された後に病
原性を回復するかもしれないと言うリスクを孕んでいる。化学的に不活性化され
たウィルスについては、ウィルスの化学的処理が防御的免疫応答の誘導に関与す
る重要な抗原部位のなにがしかを破壊する傾向があることの証拠がある。
サブユニットワクチンの開発は、修飾された生ウィルスを用いる免疫付与に代わ
る方法を提供した。サブユニットワクチンで免疫付与された患者は、所望の免疫
効果を生ぜし、める蛋白質だけを与えられる。ここにサブユニットワクチンの利
点が存在し、感染のリスクが本質的に排除される。しかし、自然界の供給源から
のサブユニットワクチンの製造は、一般にコストがかかり過ぎ、複雑な分離作業
及び精製作業を必要とし、商業的生産及び安全性の証明に広範な試験が必要であ
る。
我々は以前の研究で、脂質と複合したヒトバラインフルエンザ3型ウイルスのエ
ンベロープ糖蛋白質に由来する新規なウィルスサブユニット・ワクチンを発μし
た。このワクチンは、従来用いられていた化学的に不活性化された抗うイルスワ
クチン製剤に(らべて遥かに優れた抗体応答を誘導し得ることが確認された。前
掲のRay et al、、 J、 Infect、 Dis参照。我々の糖蛋
白質サブユニットワクチン、その製造方法、及びその使用方法は1985年1.
1−月15日出願の米国特許出願798.536号の要旨であった。我々は又、
ヒトバラインフルエンザウィルスに対する免疫付与が、我々のエンベロープ糖蛋
白質サブユニットワクチンの経鼻的投与によって達成され得ることをも発見した
。この経鼻的投与経路は、局部的中和抗体応答の誘導(inducing a
1ocal neutralizing antibody response
)及びチャlノンジ感染にたいする見合った防御(conferred pro
tection againstchallenge 1nfection)に
関して、より有効であることが判った。この発見は、1987年5月5日の米国
特許出願046,820の要旨である。
我々のサブユニットワクチンのHN糖蛋白質及びF糖蛋白質の成分は、ウィルス
感染細胞の溶菌物質(virus−infected cell 1ysate
s)から分離され、特異的なモノクローナル抗体を用いてイムノアフィニティー
クロマトグラフィーによって精製され、脂質小胞内に収められた。R,Ray
et al、、 J、 Gen、 Virol、、 68.409−18 (1
987)参照。
更に最近ではサブユニットワクチンは組換えDNA技術を用いて製造されている
。この方法では、宿主に防御抗体を誘導することができる蛋白質がモレキュラー
クローニングと、適切な発現系内においてその蛋白質をコードしているウィルス
ゲノムの発現によって産生される。
ワクチン製造に組換えDNA技術を適用する際の今日のプラクチスには、ウィル
スゲノム内に挿入された外来遺伝子(exogenous or foreig
n genes)を発現させるベクターとしての組換えウィルスの使用が含まれ
ている。PI3の糖蛋白質であるHN及びFを発現する組換えワクシニアウィル
スが、霊長類動物モデルにおける防御的免疫応答をひきおこすことが報告されて
いる。M、 Springgs et al、。
J、Vi、rol、、 62.2293−96 (1988)参照。最近、バキ
ュロウィルスの発現ベクターを用いて真核細胞内で産生されたヒトPI3のHN
糖蛋白質が、そのピリオン糖蛋白質に抗原的に類似していることが示された。K
、 van fyke Coelingh et al、。
Virology、 160.465−72 (1987)参照。医学的及び農
学的に重要な他の多数の産物が、組換えバキュロウィルス発現ベクターによって
感染された昆虫細胞内で産生されているoV、 Luckow et al、、
Biotechnology、 6.47−55 (1988)参照。
かなりの努力と研究費とがつぎ込まれてきたにも拘わらず、長年に亙って期待さ
れて来た安全且つ有効なバラミクソウィルス感染に対するサブユニットワクチン
の開発は殆ど実現されないままに残されている。現在バラミクソウィルス感染に
対して予防免疫に用いるワクチンは存在していない。かくて、パラミクソウィル
ス属のウィルス、殊にPI3ウィルスによる感染に対するワクチンの需要が存在
する。
発明の概要
本発明によれば、組換えDNA技術を用いて産生さね、バラミクソウィルスの融
合蛋白質(F蛋白質)の生物学的特性及び物理的特性をも含めた諮特性を示す蛋
白質が提供される。
この蛋白質の産生は、新規なバキュロウィルス発現ベクターを用いて達成された
が、それは昆虫細胞においてその蛋白質を発現する。本発明のこの蛋白質は、バ
ラミクソウィルスの感染に対する免疫付与のためのワクチンに製剤化できる。
好適な実施例においては、本発明はPI3ウィルスの抗原活性を発現する蛋白質
を提供する。この蛋白質はPI3ウイルヌのF蛋白質に対する特異的なモノクロ
ーナル抗体及びポリクローナル抗体との反応性を示す。この蛋白質を用いて実験
動物を免疫したところ、PI3感染細胞の融合をブロックし、感染性を中和する
抗体を誘導した。この蛋白質で免疫した動物のチャレンジ感染に対する防御的応
答は、PI3ウィルス由来のアフィニティ精製法で精製されたF蛋白質で予め観
察された応答と類似していた。
図面の簡単な説明
図1は本発明の組換えバキュロウィルスベクターの構造を示す模式図であって、
それはPI3ウィルスのF遺伝子配列(pAcYMl−F)を含んでいる。
図2は、mock感染Sf8細胞(レーン1)、AcNPV感染細i(レーン2
)。
及び組換えバキュロウィルス感染細胞(レーン3)由来のBamHIで消化され
たゲノムDNAを、PI3ウィルスのF遺伝子の特異的配列をプローブとして用
いたサザンプロット分析の結果を示す。右側の矢印は、挿入されたF遺伝子の位
置とキロ塩基対で表示した大きさとを示す。
図3は、PI3ウィルス感染LLC−MK、細胞(レーン1及び5)1組換えバ
キュロウィルス感染Sf8細胞(レーン2及び6)、AcNPV感染Sf細胞(
レーン3及び7)、及びmock感染Sf8細胞(レーン4および8)由来の3
SS−メチオニンで標識された蛋白質のPI3ウィルスのF蛋白質に対するモノ
クローナル抗体を用いた免疫沈降法の結果を示す。
図4は、組換えバキュロウィルス感染細胞(パネルA)、及びAcNPV感染細
胞(パネルC)のPI3ウィルスのF対するに対するモノクローナル抗体を用い
た表面免疫蛍光分析(surface immnofluorescence
analysis)の結果を示す0組換えバキュロウィルス感染細胞(パネルB
)及びAcNPV感染細胞(パネル[))の位相差顕鏡像も示されている。
発明の詳細な説明
本発明は、昆虫宿主系において組換えF蛋白質の産生を可能にしており、その蛋
白質は免疫学的にも物理学的にも自然界に存在するバラミクソウィルスのF蛋白
質と類似している。昆虫宿主細胞は宿主内で外来F蛋白質遺伝子を発現すること
ができる紐換えバキュロウィルス発現ベクターで感染される。得られたF蛋白質
、免疫学的に有意なF蛋白質サブユニット(複数)又はそのエピトープ(複数)
は、バラミクソウィルスワクチンにおける有用な免疫源である。
バラミクソウィルスのライフサイクルにおけるF糖蛋白質の主な機能は、インタ
ーナライズされたピリオン(internalized birions)とイ
ンターセルラーメンプラン(intracellular membrane)
との融合を達成してカプシド放出(capsidrelease)に影響を与え
ることである。このF蛋白質は、感染細胞間の合胞体の形成にも関与している。
このF蛋白質はバラミクソウィルス属に属する異なったウィルスに見いだされて
おり、組み換えF蛋白質は本発明の方法によって作ることができ、その組み換え
F蛋白質は抗原的にヒトバラインフルエンザウィルスI。
■、■又は■型、ムンプスウィルス(おたふく風邪ウィルス)、麻疹ウィルス(
ハシ力ウイルス)RSウィルス(respiratory 5ynytial
virus) 、及びニューカッスル病ウィルス(Nevcastle dis
ease virus) 、センダイウィルス、及び牛や鳥などの異なった動物
に感染する他のパラミクソウィルスを含む動物ウィルスのF糖蛋白質に類似する
。
組換え真核細胞蛋白質又は糖蛋白質の製造においては真核細胞の発現系例えば昆
虫細胞を用いることが望ましい。昆虫及び他の無を推動物の宿主細胞のあるタイ
プのものは、それらの常態的細胞環境に類似の環境において高レベルで外来遺伝
子を発現する能力をもっている。真核細胞のこの宿主細胞装置(host ce
llmachinery)は抗原特性及び免疫特性に関してより真性の形で所望
の蛋白質を産生ずる傾向があり、感染にたいして有効な免疫を誘導する。真核細
胞の発現系は産生じた産物を、その標的となる細胞の位置に輸送することもでき
る。F蛋白質の場合には原形質膜である。
発現系及び利用されたベクターのタイプに依存して、真核細胞の宿主細胞におけ
る外来遺伝子の継続的な発現(constitutive expession
)又は一時的な発現(transient expression)が達成され
る。本発明ではバキュロウィルスベクターを用い、それは培養された昆虫細胞に
効率良く感染させることができる。昆虫のバキュロウィルスのような溶菌性DN
Aウィルスは、ウィルスの複製機能を実質的に維持しながら、外来DNAで置換
され得るウィルスゲノムの必須でない蛋白質を含んでいる。ウィルスの溶菌性複
製サイクルに起因して、外来DNAまたは外来遺伝子の一時的な発現だけがバキ
ュロウィルスベクターを用いて達成され得る。
本発明のバキュロウィルス発現ベクターは一般に次の一連の工程で作成される。
ウィルスプロモーター、このウィルスプロモーターに関連する構造遺伝子、近接
ウィルス配列(flankfng vfral 5equence)を含むDN
A断片が提供される。上述の断片はバキュロウィルスのゲノムDNAから酵素を
用いて直接に切り出すことができる。上述の断片は細菌のプラスミド内にクロー
ン化される。インビトロでの突然変異誘発(in vitro mutagen
esis)を用いて、ウィルスプロモーターに関連する構造遺伝子の全て又は一
部分がプラスミドから削除され、伝達ベクター(transfer vecto
r)の形成をもたらす。発現されるべき外来遺伝子は、外来遺伝子がプロモータ
ーの制御を受け、プロモーターに関して正しく配向されるように伝達ベクターに
挿入される。この伝達ベクターは次いでバキュロウィルスゲノムベクターと共に
適当な宿主に共感染させられ、その宿主内における組換えによってプロモーター
の制御の下にプロモーターと外来遺伝子を含むDNA断片をバキュロウィルスの
ゲノム内に挿入することができる。それから、検出可能な表現形特性又はウィル
スDNAの分析に基づいて組換えウィルスを選択して回収することができる。バ
キュロウィルスの発現ベクター並びに様々な利用可能な伝達ベクターを調製する
一般的な方法は、Luckow et al、のBiotechnology、
6.47−55 (1988)に記載されている。
核多角体病ウィルス(nuclear polyhedrosis virus
es)及び顆粒病ウィルス(granulosis viruses)を特徴付
ける表現形特性は、ウィルスのライフサイクルの一部分としてのオフルージョン
ポデー(occlusion bodies)の形成である。オフルージョンボ
デーの主な成分はポリヒドリンと言う、分子量約30.000のポリペプチドで
ある。最も詳しく分かっているバキュロウィルスベクターはA型核多角体病ウィ
ルスであって、オートグラファ・カリフォニ力(AcNPV)の幼虫から分離さ
れる。AcNPVのバキュロウィルスは本発明を実施するのにの好ましいウィル
スベクターである。従って、本発明は、この特定のベクターに関連して説明する
ことにする。
AcNPVゲノムの遺伝子構成は、ポリヒドリン遺伝子に関連した強力なプロモ
ータ配列を含んでいる。ポリヒドリン蛋白質は感染中に、感染細胞の他のどの蛋
白質よりも豊富に発現される。高レベルの外来遺伝子の発現は、ポリヒドリンプ
ロモータの制御の下で外来遺伝子がベクター内に位置付けられたときAcNPV
発現系において達成され得る。本発明の好ましい実施例では、パラミクソウィル
スのF蛋白質をコードする外来遺伝子は、ポリヒドリンプロモータの制御の下で
AcNPVバキュロウィルスベクターのゲノム内に挿入される。他のプロモータ
も発現ベクター内で用いられ、それらにはAcNPVにおける10kDの蛋白質
、又は顆粒病ウィルスにおけるグラニュリンプロモータが含まれる。あるいは、
外来遺伝子はそれ自身のプロモータ又は合成オリゴマーから構成されたプロモー
タの制御下で伝達ベクター内に挿入され得る。
発現ベクターの調製に用いられた伝達ベクターに依存して、外来のF遺伝子は、
非融合蛋白質か又はポリヒドリン遺伝子に由来するアミノ酸残基の断片を含む融
合蛋白質かの何れかを発現し得る。当該技術において公知の融合産物を産生ずる
伝達ベクターとしては、pAc401.pVLlol、pAc436. pAc
700などがある。これらのベクターにおいて、外来遺伝子はポリヒドリン開始
コドンの下流に制限酵素切断部位をもつものにクローン化され、従ってその遺伝
子は融合蛋白質として発現され、その蛋白質に外来蛋白質がポリヒドリン蛋白質
の若干のN末端残基に融合する。非融合蛋白質を産生ずるために一般に用いられ
ているベクターはpA373であり、その他のものとしては、pAc461及び
pAc610がある。後者のタイプのベクターはポリヒドリン開始コドンの上流
及び下流のDNAの異なった長さを除去することにより構成される。外来遺伝子
の発現のレベルは、ポリヒドリンプロモータと外来遺伝子との間の5′近接非翻
訳配列(先導領域15’proximal Leader 5equence)
によって変化する。Matsuuraetal、、のJ、 Gen、 Vir、
、 68.1233−560 (1987)参照。これらの伝達ベクターにおけ
るこの非翻訳配列は、ベクターにDNA断片を挿入するのに用いられる制限酵素
切断部位(restriction 5ites)を含む。本発明の方法は、融
合産物または非融合産物としての外来F蛋白質の産生をも包含する。非融合産物
としての外来F遺伝子を発現するのに現在好ましい伝達ベクターは伝達ベクター
pAeYMIであり、これは前掲のMatsuura et al、、 J、
Gen、 Vir、 (1987)に記載されている。
外来F遺伝子を伝達ベクター内に挿入する際に、その遺伝子を含む断片はポリヒ
ドリンプロモータに関して適切に位置付けられなければならない。発現のための
遺伝子の適切な位置付けは、断片の適切な配向のみならず、発現のための適切な
読み取り枠に断片を位置付けることをも必要とする。融合蛋白質が発現されるべ
き場合において、その融合産物上にアミノ末端ポリヒドリン残基に関するコード
情報を含む場合には、その断片は外来遺伝子がポリヒドリンポリペプチドと位相
が一致し且つそれと連続して発現されるように挿入されなければならない。
外来遺伝子及び関連するプロモータを含む伝達ベクターは、公知の方法を用いて
野生型バキュロウィルスDNAと共に伝達宿主に共感染される。以下の実施例に
おいては、伝達宿主及び発現宿主はスポドブテラ・フリギベルダ(Spodop
terafrugiperda)の培養細胞系(S f 8)に由来する。伝達
ベクターにウィルスの近接配列が存在することに起因して、ウィルスDNAと共
に伝達ベクターヲ共感染させることにより、伝達宿主内でDNA分子間に相同性
依存組換えが行われ、それによつてウィルスの近接配列、外来遺伝子、及びそれ
に関連するプロモーターを含むDNA断片がウィルスゲノムに挿入される。その
結果組換えウィルスが形成され、そのウィルスはパッケージされ、伝達宿主細胞
によって感染力の有る粒子として放出される。相同性組換えは、希に起こるから
、組換えウィルスを含む伝達宿主細胞の分離が必要である。組換えが行われてい
るときにポリヒドリン構造遺伝子が除去されて外来DNAで置換されている伝達
ベクターでは、組換えウィルスは機能的なポリヒドリンを産生ずる能力を失って
いる。従って、組換えウィルスは感染細胞のプラークにオフルージョンボディー
を形成することはもはやできない。回収されたウィルスを希釈して平板培養すれ
ば組換えウィルスを含むプラークは視覚的に0CC−表現形を識別できる。0C
C−プラークの更なる再画線培養(restraeking)及び分離により実
質的に純粋な組換えウィルスの固体群が確実に得られる。
F蛋白質の発現のための宿主細胞はS、フルジベルダ(S、 frugiper
uda) (Sr1)、トリコブルシア・二(Trichoplusia ni
) 、へりオティウス・ゼア(Fleliothius zea)及びマンデウ
カ・セクスタ(janduca 5exta)から選択され得る。ポリヒドリン
遺伝子はSf8細胞系において高度に発現されることが知られている。従って、
外来のF遺伝子は、発現のためにポリヒドリンプロモーターの染後24乃至48
時間の間に採取し、組換え融合糖蛋白質は細胞溶菌物質(cell 1yzat
es)から回収される。この実施例では、ヒトバラインフルエンザ3型ウイルス
(P I 3)の融合蛋白質は膜間領域(transmembrain dom
ain)を含む形で発現され、その膜間領域が糖蛋白質を細胞膜に固定する。こ
の蛋白質の膜間領域をコードしているDNA断片を除去することにより、宿主細
胞によって排出され細胞培養物と一緒になった培地内に放出される形で組換えF
蛋白質を産生ずることができる。
本発明によって産生された組換えFN白質は天然に存在する対応物と抗原的に類
似しており、宿主生物に免疫応答を誘導することができる。ここに記載した方法
によって製造されたワクチンは元のままの又は感染性のウィルス粒子による汚染
若しくは混入(cor+tamination by the 1ntact
or jnfeetioos virus partjc撃■刀j
が全く無い。
本発明の組換えF蛋白質は、ワクチンに用いるのに重要なサブユニットへと酵素
的または化学的に切断される。ヒトバラインフルエンザウィルスに対する最適な
免疫のためには、ワクチンは、バラミクソウィルスのチャレンジに対してより完
全な免疫応答を誘導するために、F蛋白質及び/又はそのサブユニットのみなら
ず、I(N蛋白質(hemagglutinin−r+euramidase
protein)の有効量をも含まねばならない。感染に対する有効な防a1を
与えるには、HN対Fの比を約4=1から約1.1の比率としたものを用いる。
ここに記載したF蛋白質は、適切な物理的に許容され得る担体と混合することに
より免疫のために調剤され得る。適切な担体としては、緩衝液、エタノール。
ポリオール(例えば、グリコール、プロピレングリコール、液状ポリエチレング
リコ・−ル等)、それらの適当なM合物または植物油などがあるが、それらに限
定されない。必要ならば、微生物による汚染は、パラベン類、クロロブタノール
。
フェノール、ソルビン酸、チメロサール等の多(の抗菌剤、抗黴剤によって防止
され得る。処方には浸透圧調製剤1例えばグルコースや塩化ナトリウムなどを含
有させるのが好ましい。この免疫原の投与方法は、経口的、経鼻的、経静脈的。
経筋内的、経腹腔的、経皮下的、その他あらゆる許容された投与経路を含む。
ここに言う「物理的に許容され得る担体」とは、本発明のワクチンの意図された
投与方法に適切であるあらゆる溶媒、分散媒、抗菌剤、抗黴剤、浸透圧調製剤及
び吸収遅延剤等を含む。かかる媒体、調剤学的に活性の有る物質用の薬剤は、当
該技術において知られている。在来の媒体又は薬剤がこの活性成分に不適合でな
い限り、それらの治療用組成物に使用することができる。補充的に活性の有る成
分、並びにアジュバントもまた、必要が有れば、あるいは、望ましいならば、使
用のバゲージとしてワクチン内に配合することができる。適切なアジュバントと
しては、ミョウバン(alum) 、多価陰イオン(polyanions)な
どのミネラルゲル及びペプチドなどがあるがそれらに限定されない。この免疫原
は脂質小胞内に封入したり、多糖類及び/又はワクチン製剤に用いるに適した他
の高分子物質との複合体としても良い。
投与し易さと均一な投与量のために投与単位の形態でワクチンを調剤するのが有
利である。ここで投与単位ど言うのは、宿主を免疫するのに適当なワクチンの物
理的に区分された単位を意味する。各投与単位は、選択された薬物担体と共に所
望の治療効果を生ずるよう計算された活性物質の量を含んでいなければならない
。宿主の所与の種類に応じた適切なワクチン投与量を決定する手順は当該技術に
おいて知られている。一般に、ウィルスのHN及びF抗原を含む組成物を投与す
る場合、約10〜200μgで所望の免疫応答を生ぜしめるのに十分である。
バラミクソウィルス属のウィルスは広範なを椎動物、例えばヒト、牛、鳥に感染
させることができる。上述のワクチン製剤は、これらの感染に感受性があるを椎
動物宿主に投与するのに適している。しかしバラインフルエンザ感染予防を意図
した本発明の好適なワクチンは、ヒトをも含めて哺乳動物宿主の治療に最も価値
がある。
以下の実施例は本発明の更なる詳細を説明するためのものである。これらの実施
例は説明の為のものであって発明を制限するものではない。
実施例1
この実施例に記載されたバラインフルエンザ3型(PI3)ウィルスの組換えF
蛋白質は伝達ベクターpAcYMIを用いてSf8細胞中で産生された。
a、ウィルス及び細胞
ヒトPI3ウィルス(菌株47885)はナショナル・インスティテユート・オ
ブ・アレルギー・アンド・インフエクシャス・ディジーゼズ(メリーランド州、
ベテスダ)から入手した。アフリカ縁遠の腎臓(LL MK2) 、乳仔ハムス
ターの腎臓(BHK) 、ヴエロ細胞(Vero cell)はアメリカン・タ
イプ・カルチャー・コレクション(メリーランド州、ロックビル)から入手した
。LLCMK震細胞は、先に記載したようにPI3ウィルスの成育に使用した。
前掲のRay etal、、 J、 Inf、Dis、、 (1985)参照。
BHK細胞は融合抑制分析に、またヴエロ細胞はプラークアッセイとウィルス中
和テストに用いた。Ray et al、、 J、 Gen。
Vir、、 68.409−18 (1987)参照。オートグラファ・カリフ
ォニカの核多角体病ウィルス(AcNPV) 、その伝達ベクター(pAcYM
l)及びスボドブテラ・フルギペルダ(Spodoptera frugipe
rda) (S f 8)細胞は、英国オックスフォードのNERCインスチチ
ュート・オブ・ヴアイロロジーのり、 H,L、ビシタップ及びポリ−・ロイ両
博士から入手した。
b、PI3−Fをコードした遺伝子の伝達ベクターへの挿入psP18中でクロ
ーニングしたヒトPI3ウィルスの融合糖蛋白質遺伝子のcDNAの全長を含む
プラスミドpS PF−14(Galinski et al、、 S’ir、
Res、。
8、205−15 (1987))はhind mで直鎖状にしく1inear
fzed) 、Klenowを差し込み(filled in with Kl
enow) 、BaIIIIリンカ−(New England Biolab
)で結合して、形質転換のために再結合した。プラスミドDNAを分離し、Ba
+a t[で消化し、アガロースゲル電気泳動で分析した。およそ1900塩基
対のこのF遺伝子断片はアガロースゲルから溶出され、バキュロウィルス伝達ベ
クターpAcYM1にサブクローン化した(subcloned 1nto t
he baculovirus transfer vector)。
このプラスミドpAcYMlはBaa+ IIで消化し、牛消化管アルカリホス
ファターゼ(calf 1ntestinal alkaline phosp
hatase)でデホスホリル化(dephos−phorylated) L
、溶出されたF断片に結合し、大腸菌(E、 calf)を形質転換するのに用
いた。形質転換された細菌のコロニーは制限エンドヌクレアーゼ分析によりF遺
伝子の適切な方位付に関して特徴付けられた。プラスミドpAcYMI−PI3
Fを含む細菌のコロニーはDNA増幅(DNA amplification)
及び純化に用いられた。pAcYMI−PI3Fの構造は図1に模式的に示した
。
C,プローブの調製
Bgl II制限酵素で切断されたF遺伝子由来の200塩基対断片(a 20
0 basepair Bgl i fragment from the F
gene)は1%の底融解度アガロースゲル中での電気泳動により分離された
。この制限酵素断片(the restriction fragment)は
切り取られ(exised) 、蒸留水中に溶解され、ファルマシア社製のキッ
トにュージャージー州のファルマシア)を用いて無作為取り込みオリゴヌクレオ
チド標識法(randota primed oligonucleotide
labelling method)により”PdCTPで放射性標識された
。このプローブはドツトプロット分析スロットプロット分析及びサザンプロット
分析に用いられた。
d、感染及び選別
Sf8細胞は野性型AcNPVの0. 1pfu/cellで感染させられ、1
0%牛脂仔血渭を含むTC−100培地中で27℃で48時間成育させ、培養液
からつ1 イルスを回収し、25−56%の蔗糖濃度勾配での遠心分離及びサマ
ース及びスミスの方法(^Manual of 1lethods for B
aculovirus Vectors and In5ect CePl
Culture Procedure、 Texas Agricultura
l Experiment 5tation、 Bulle狽奄氏@No、 1
555 (1987))により精製した。pAcYMI−PI3FプラスミドD
NAはCsC/勾配遠心及びエタノール沈澱の2サイクルによって形質転換され
た細菌細胞から調製された。Sf8細胞はAcNPV由来のDNAとpAcYM
I−PI3FプラスミドDNAとの混合物を用いて、前掲のマツウラ等のJ、
Gen、 Vir、 (1987)の方法に従って形質転換(transfec
ted with)された。AcNPV由来のDNAは異なる濃度のプラスミド
DNA(10〜50μg)と混合し、HEPES緩衝塩類溶液(20mMのHE
PES、1mMのNa、HPO,,5nMのKCI。
140nMのNaC4,10mMのグルコース、pH7,05)で950μJI
:調整した。2.5MのCaCl、の50μlで沈澱させた後、60mm組織培
養皿(複数)内で成育された2X10’Sf8細胞にDNAを加え、27℃で1
時間培養した。上澄液を捨て、加熱により不活化されたlO%牛脂仔血清を含む
TC−100の3mlを6皿に加え、27℃で4〜5時間培養した。6皿から取
られた培養液を10倍希釈系列とし、Sf8細胞に接種して前掲のサマース及び
スミスにより記載されたようにプラーク分析を行った。多角体(polyhed
ra)が存在しないプラークは位相差顕微鏡によりスクリーニングされ、Sf8
細胞を含む100穴組織培養皿に移し27℃で48時間培養した。
01組換えウィルスの分離
各プラーク純化段階で組換えウィルスとおぼしきウィルスを、上記工程(C)に
おいて記載したF−cDNAの32pで標識した制限酵素断片を用いてドツト若
しくはスロットプロットハイブリダイゼーションによりスクリーニングした。
Kafatos et al、、 Nucl、^cids Res、、 7:
1541 (1979)参照。5〜7日間の培養に引き続き、陽性のウィルスは
顕微鏡観察が多角体の不存在を示すまで何度もプラーク純化を行った。プラーク
純化した組換えウィルスは100mm細胞培養皿(複数)内で成育され、平均収
率は107pfu/ai!細胞であった。感染から24時間後における非感染の
AcNPV感染の及び組換えバキュロウィルス感染のSf8細胞由来の総DNA
はサザンブロットハイプリダイゼーションを行うため前掲のサマース及びスミス
によって記載されたように調製された。これらのDNAブリバレージョンはBa
m IIで消化し、フェノール抽出し、エタノールで沈澱させた。1%アガロー
スゲル中で電気泳動を行い、ニトロセルロース膜上に移した。
膜は80℃で2時間ベークしくbaked) 、50%ホルムアミド、5xSS
C,1×デンハルト溶液(Denhardt’s 5olution) 、Q、
2Mの燐酸ナトリウム及び0゜2%SSC中で32Pで標識したF遺伝子プロー
ブを用いて37℃で24時間にわたりハイブリダイズされた。この膜を0.2X
SSC及び0. 2%SDS内において65℃で2時間洗浄し、オートラジオグ
ラフにかけた。図2に示すように、組換えウィルスのクローンpAcYMi−P
I3Fは1900塩基対あたりにバンドを示し、このバンドは挿入されたF遺伝
子の計算上のサイズに相当する。電気泳動が遅い更なる小さなバンドも図2に示
されており、恐らく挿入されたDNAの制限酵素による不完全な消化に起因する
ものと思われる。
f2組換えウィルスによるPI3F蛋白質の発現組換えバキュロウィルスSf8
細胞のF蛋白質の産生に関して、特異的なモノクローナル抗体又は該ウィルスの
アフィニティビュアリフィケーションによるF蛋白質に対するモノスペシフィッ
ク兎抗体(monospecific rabbit antibody)をま
ないTc−100培地中において3s5−メチオニンで27℃で1時間に亙り標
識した。溶菌(cell 1ysjs)及び免疫沈降法の工程は先に記載した通
りに行った。
前掲のRay et al、、 J、 Gen、Virol、、 (1987)
参照。免疫沈降物は、図3に示すように、ノンリデューシングコンディション(
レーン1〜4)又はリデューシングコンディション(レーン5〜8)で7.5%
5DS−PAGEにより分析した。
図3の右側に示した数字は、キロダルトンで示した分子量マーカーの蛋白質を示
す。
て産生された蛋白質PI3ウィルス感染LLC−MK2細胞溶菌物質から得られ
らの実験条件の下では発現したF蛋白質の蛋白質分解切断ができないのかもしれ
ないことを示唆している。
PI3の融合糖蛋白質に対するモノクローナル抗体を含む腹水液(ascite
sfluid)はAcNPV感染Sf8細胞のアセトンパウダーにより4℃で2
4時間に亙り十分に吸着した。細胞はベレット化され、捨てられた。吸着された
抗体は実験用の非感染及び感染細胞との反応を許して、ガラスカバースリップ(
glass(□ver 5lips)上で成育させた。第2の抗体、即ちFIT
Cと複合させた抗マウされた。AcNPVに感染した対照細胞は、このモノクロ
ーナル抗体で蛍光を示6)に対して4℃で72時間透析し、約1.5mlに濃縮
した。非感染又は組換免疫した。
実施例2
ワクチンとして調剤されたF蛋白質の投与に対する防御応答は生きたPI3ウィ
ルス由来のアフ、イニティ精製された融合蛋白質の投与によって達成された防御
応答と比較された。実施例1に記載されたように調剤されたF蛋白質を、ハムス
ターの後足に筋肉内注射し、更に同量のF蛋白質を2週間にわたって引き続き皮
下的に免疫した。別に、純化されたPI3ウィルスを蒸留水中に懸濁し、凍結乾
燥し、ハ5−スターの陽性対照グループ(positive control
group)の同様の免疫に用いて比較した。実験動物の血清は、最後の免疫の
10口後にレトロ・4−ビタル・ブ1ノクザス(retro−orbital
plexus)からの採血により準備されて、発現され?、: P X 3融合
蛋白質に対する抗体応答の確認に用いた。Ray et al、、 、T、In
f。
f)is、、 157:648 (+988)に記載されたELISA法により
、血清をPI3のアフィ:、ティMuされたFW白質に対してテストし1、前述
のようにウィルス中和及び融合阻止活性をyaへた。、前掲のRay ef:
al、、 J、 Gen、 Virol、を参照。
抗体応答及びその防御的役割は表1に示した。デタージェントに溶解する細胞表
面蛋白質に対する抗血清は、ELISA法によりアフィニティ精製されtτPI
S(ウィルスのF蛋白質に対する特異性に゛ついて分析された。本発明によって
、組換えバギー、「1ウイルスに感染しまた細胞(グルー・ブ■)由来のデター
ジエント溶解性蛋白質で免疫し、た試験動物は、Sf8細胞蛋白質(グループI
)で免疫した対11、Jτ動物に比べて顕著なET、ISA力価(EIJSA
titer)を示した。ハムスター血清由来のイj・、ノブ0’フ1月、、、:
(I g:、、、 )部分が50%(NIL) 2sOa沈降法轟こより調整
され、1.) i 3感染+3 HK細胞1′お11ろ融合阻止活性を調べた。
組換えzくシュlJぐ酬′ルス感染細胞の蛋白質T゛免疫たハムス、ター (ノ
ブルー・ヅ■)から得体1g1、tl・2の希釈まで融合阻tl□−活性を、バ
した。、同様の融合阻止活性が非処理全)i N3ウィルスで免疫し、た動物(
グルーヘプl11)からのIgではt:SOの希釈まで観察さilt/′□、。
(7かし、)!l′J照動物(グループf)のIgは検出可能な融合阻1ヒ活性
を示さなかった。木発1!、qのT221白質に対する抗血清は、対照動物群の
血清と比りχしてずf意なウィルス中+l]活性を示し、た。
?V敢ダグループ試験動物は、最(多の免扮後4週間後蕎こ生きたPI3ウィル
スを経曵的にチャレ゛ノシ感染された。こ、tiらのハムスターを麻酔し、10
01zfのウィルス懸濁液を両方の鼻孔に滴下した。これらの動物は感染後3日
目に屠殺した。
肺及び気管のホモジネートの力価は前述のVero細胞の単層培養上でのプラー
クアッセイによッテ確認された。前掲のRay et al、、 J、 Inf
、 Dis、 (1985)参照。
組換えF蛋白質で先に免疫した動物は、対照群の動物に比べて肺及び気管のホモ
ジネートにおけるウィルス力価が約7分の1であった。
以上の実施例から、ヒトPI3ウィルスのF蛋白質の特性を有する蛋白質が、バ
キュロウィルスの発現系を用いて成功裏に発現できるであろう。得られた蛋白質
はPX3ウィルスの1・”糖蛋白質に対する特異的モノクロ−・ナル抗体及びポ
リクロ−六ル抗体との反応性を示し、真性F糖蛋白質と共に移動する。ただし、
リデュ〜シングコンディションで電気泳動し゛Ctl蛋白質の発現された位置は
変わらないので、この蛋白質は蛋白質加水分解によ−)”CFi及びF2サブ、
クニットに分割ざ号またようには見えない。発現されたF1蛋白質の抗原活性は
拮続される五うC,−見える。何故ならばそtti一対し、で感作された抗血清
がウィルス中和活性及び融合阻止活性を示すからである。更U、免疫17.た試
験動物は、陰性の対照群に比べ′Cおよそ7分の1のウィルス力価を示した。
以上に本発明の若干の局面にフいて好適な実施例として記述し1例証たが、以上
の開示から当該技術の熟達者に1.!他の様々な実売例が有り得ることが明らか
で゛あろう。バラミクソウィルス属の他のウィルスの1°1蛋白質の特性を有す
る蛋白質が上記の−S的手順に剛ってf生され得る。更に、F′遺伝子からの5
゛側の非コー ド領域の除去、及び細1Ill!!膜間結【)配列(’tran
snenlyrane anci*orinB 5equrnces)をシード
する、lクレオチド(r・除去1:J、す、本セイ、明の蛋白質の収率が高<2
):るであろう。後者の除去は組換ス入パ仄白質を培州;に排出させ、歪の)S
地から容男6、津遭1収する、二とができるひあう−)。
しj−か−)で、本発明は、t′?柚1i−記載、し1山):[また実施例1;
限定され逮°、後述の特許請求の範囲から逸脱−4るJ−となく:様々I):変
J’F?がh1能Cある。
表 1
bI)I3ウィルスのアフィニチイ精製F蛋白質に対するELISA法における
Ig力価で示した。
Cプラークアッセイによる肺及び気管のホモジネートから回収されたウィルスの
算術平均力価をPFU/gmで示す。
+ 融合阻止活性の存在
−融合阻止活性の不存在
FIG、 2
FIG、 3
FIG、 4A FIG、 4C
FIG、 48 FIG、 4D
国際調査報告 +)rT/l1tli。/nm−1゜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 [1]培養昆虫細胞により合成され、パラミクソウイルスの融合(F)蛋白質に よる誘導に匹敵する免疫応答を生体において誘導し得る、パラミクソウイルスの 融合(F)蛋白質をコードしているパラミクソウイルスの遺伝子の断片によりコ ードされた抗原蛋白質。 [2]上記パラミクソウイルスの遺伝子が、パラインフルエンザウイルスの遺伝 子である請求項第1項記載の蛋白質。 [3]上記パラインフルエンザウイルスの上記遺伝子がヒトパラインフルエンザ 3型(P13)の遺伝子である請求項第2項記載の蛋白質。 [4]下記を含むパラミクソウイルス融合蛋白質(F蛋白質)の特注を表現する 蛋白質を組換えDNA技術により発現させる方法、(a)上記蛋白質をコードし ているエキソジーナス遺伝子(exogeneous gene)からなるバキ ュロウイルスの発現ベクターを、昆虫宿主細胞により該エキソジーナス遺伝子の 有効な発現を促進するプロモーターの制御の下に準備し、(b)上記バキュロウ イルス発現ベクターを、該ベクターにより感染させ得る条件下において昆虫細胞 と接触させ、(c)該昆虫宿主細胞またはその培地から上記蛋白質を分離するこ と。 [5]上記蛋白質がヒトP13融合蛋白質の特性を表現する請求項第4項記載の 方法。 [6]上記バキュロウイルス発現ベクターがAcPNVの遺伝子から調整される 請求項第4項記載の方法。 [7]上記バキュロウイルス発現ベクターが、適切な宿主に上記ブロモ−ターの 制御の下で上記エキソジーナス遺伝子を含むプラスミドとともに野生型AcPN Vを同時感染させることにより調製され、選択的表現型の特徴に基づき上記ベク ターを含む細胞を回収する請求項第6項記載の方法。 [8]バキユロウイルス発現ベクターで感染させた昆虫細胞であって、上記ペク ターがプロモーターの制御下にパラミクソウイルスの融合蛋白質の特性を表現す る蛋白質をコードするエキソジーナス遺伝子を含んでおり、上記プロモーターは 上記遺伝子の発現を促進し、上記細胞は上記蛋白質の発現によって特徴付けられ ている上記昆虫細胞。 [9]上記細胞を感染したベクターがヒトP13融合(F)蛋白質の特性を表現 する蛋白質をコードしているエキソジーナス遺伝子を含んでいる請求項第8項記 載の昆虫細胞。 [10]請求項第8項において請求された感染細胞から回収されたパラミクソウ イルス融合蛋白質の特性を表現する蛋白質。 [11]請求項第9項において請求された感染細胞から回収されたヒトP13融 合蛋白質の特性を表現する蛋白質。 [12]請求項第4項記載の方法により調製されたパラミクソウイルス融合蛋白 質の特性を表現する蛋白質。 [13]請求項第5項において請求された方法により調製されたヒトP13融合 蛋白質の特性を表現する蛋白質。 [14]パラミクソウイルス融合蛋白質またはそのエピトーブに対する免疫応答 を誘発するのに有効な量の請求項第1項記載の蛋白質またけそのサブユニットと 、生理学的に適切な担体とを含むパラミクソウイルス感染に対するワクチン。 [15]ヒトP13融合蛋白質またはそのエピトーブに対して免疫応答を誘発す るのに有効な量の請求項第3項記載の蛋白質またはそのサブユニットと、生理学 的に適切な担体とを含むヒトPIV3感染に対するワクチン。 [16]パラミクソウイルス融合蛋白質またほそのエピトープに対する免疫応答 を誘発するのに有効な量の請求項第10項記載の蛋白質またはそのサブユニット と、生理学的に適切な担体とを含むパラミクソウイルス感染にたいするワクチン 。 [17]ヒトPIV3融合蛋白質またけそのエピトーブに対して免疫応答を誘発 するのに有効な量の請求項第11項記載の蛋白質またほそのサブユニットと、生 理学的に適切な担体とを含むヒトPIV3感染に対するワクチン。 [18]受容体結合糖蛋白質を更に含む請求項代14項〜16項のうち何れか1 項記載のワクチン。 [19]HN糖蛋白質を更に含む請求項14項または16項記載のワクチン。 [20]HN糖蛋白質を更に含む請求項15項または17項記載のワクチン。 [21]請求項第14項または16項記載のワクチンの免疫学的な有効量を投与 するパラミクソウイルス感染に対する免疫方法。 [22]請求項第15項または17項記載のワクチンの免疫学的な有効量を投与 するヒトPIV3感染に対する免疫方法。 [23]請求項第18項記載のワクチンの免疫学的な有効量を投与するパラミク ソウイルス感染に対する免疫方法。 [24]請求項第19項記載のワクチンの免疫学的な有効量を投与するパラミク ソウイルス感染に対する免疫方法。 [25]請求項第20項記載のワクチンの免疫学的な有効量を投与するヒトPI V3感染に対する免疫方法。 [26]バキュロウイルスの発現ベクターであって、蛋白質をコードするエキソ ジーナス遺伝子を発現でき、上記蛋白質は昆虫宿主細胞内でパラミクソウイルス 融合蛋白質の特性を表現し、上記発現ベクターが昆虫宿主細胞により上記エキソ ジーナス遺伝子の有効な発現を促進するプロモーターの制御の下で上記エキソジ ーナス遺伝子を含むバキュロウイルスのゲノムを含んでいる、上記バキュロウイ ルスの発現ベクター。 [27]上記プロモーターがバキュロウイルスのプロモーターである請求項第2 6項記載のバキュロウイルスの発現ベクター。 [28]上記プロモーターがポリヒドリンのプロモーターである請求項第27項 記載のバキュロウイルスの発現ベクター。 [29]下記を含むワクチンの製造方法、(a)昆虫宿主細胞によりエキソジー ナス遺伝子の発現を有効に促進するプロモーターの制御下でパラミクソウイルス 融合(F)蛋白質の特性を表現する蛋白質をコードしているバキュロウイルスの 遺伝子を準備し、(b)上記バキュロウイルスの発現ベクターを、該ベクターに より感染させ得る条件下において昆虫細胞と接触させ、(c)該昆虫宿主細胞ま たはその培地から上記蛋白質を分離し、(d)上記蛋白質の免疫学的に有効な量 を生理学的に適切な担体と混合して上記ワクチンを調剤すること。 [30]上記分離された蛋白質と上記担体とを混合する前に、上記蛋白質を精製 する工程を更に含む請求項第29項記載の方法。 [31]上品ワクチンにパラミクソウイルスのHN蛋白質の有効量を添加する工 程を更に含む請求項第30項記載の方法。
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