JPH05252965A - HSV gD2バキユロウイルスの発現系 - Google Patents

HSV gD2バキユロウイルスの発現系

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JPH05252965A
JPH05252965A JP4266833A JP26683392A JPH05252965A JP H05252965 A JPH05252965 A JP H05252965A JP 4266833 A JP4266833 A JP 4266833A JP 26683392 A JP26683392 A JP 26683392A JP H05252965 A JPH05252965 A JP H05252965A
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baculovirus
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gene
bgd2
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Victoria Ann Landolfi
ビクトリア・アン・ランドルフイ
Natalie Beth Figueroa
ナタリー・ベス・フイゲロア
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 HSV gD2をエンコードする遺伝子を組
み込んだバキュロウイルスのDNAで昆虫細胞をトラン
スフェクションし、そして前記遺伝子の発現を可能とす
る条件下に前記細胞を培養することからなるHSV g
D2の組み換え産生法および該方法により産生される組
み換え糖タンパク質。 【効果】 産生される糖タンパク質は高度に免疫原性で
あり、HSVの感染の予防および処置のためのワクチン
の調製において有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、組み換え的に産生されたウイル
スのタンパク質に関する。さらに詳しくは、本発明は、
昆虫宿主細胞中でバキュロウイルス(baculovi
rus)により単純ヘルペスウイルス2型(Herpe
s Simplex Virus type 2)(H
SV2)糖タンパク質D(gD2)を組み換え産生する
ことに関する。これにより産生されたgD2は免疫原性
および保護的であり、そしてそれ自体HSVの感染に対
して保護するためのワクチン組成物において有用であ
る。
【0002】単純ヘルペスウイルス(HSV)1および
2型による感染は流行しており、そして、とくに新生児
および免疫無防備の個体において、潜在的に重大な健康
の問題である。粘膜表面に加えて、ウイルスの感染は
眼、脳または他の器官を包含し、そして頸癌の潜在的病
原性因子として関係づけらた(2、24)。さらに、H
SVは付随する物理的および生理学的不快を伴う、病気
の再発のエピソード(30)の可能性をもつ潜伏性感染
を確立する。HSVワクチンの開発は、ウイルスの遺伝
子と腫瘍形成との関連により妨害され(3)、そしてワ
クチンの努力の集中を免疫予防および免疫治療へのサブ
ユニットのアプローチに向けた。
【0003】単純ヘルペスウイルスの糖タンパク質D
(gD)は、ヒトにおける使用のための主なワクチンの
候補である。両者をウイルスのエンベロープおよび感染
した細胞表面に関連させると、gDはウイルスの初期の
事象において絶対必要な役割を演じ(11、9)そして
交差反応性の中和性抗体(4)および細胞免疫応答
(1、22、40、47、11、35、31)の重要な
標的として働くことが示された。従来示されたように、
HSV1感染したVero細胞から誘導された、gDの
自然の調製は、マウスおよびモルモットにおいてHSV
2対抗に対する保護を与え、霊長類において長期間の体
液および細胞の応答を引き出し(25)そして健康な血
清陽性の大人(9)に投与するとき安全である。糖タン
パク質の収量を最適化しかつワクチン接種物中のゲノム
のウイルスまたは報告された形質転換領域の潜在的導入
を除去するために、ある数の組み換え系がgDの産生に
おいて使用されてきている。これらはバクテリア(4
4)、酵母菌(37、41)、ワクシニア(28)、哺
乳動物(36)およびバキュロウイルス(14)の発現
系を包含する。これらの系の産生物は、動物のモデルに
おいて変化する程度の免疫原性を示した。バキュロウイ
ルス系は、翻訳後の修飾の安全性、許容されうる信頼
性、(13、15)、免疫原性(33、42、14、3
4、8)ならびに、バキュロウイルスのホリヘドリン
(polyhedrin)プロモーターのコントロール
下に配置されたとき、外来タンパク質の実質的な収量の
可能性(45、6)の利点を提供する。
【0004】本発明は、感染の基質としてスポドプテラ
・フルギペルダ(Spodoptera frugip
erda)の細胞を使用して、バキュロウイルスが発現
した単純ヘルペスウイルス2型糖タンパク質D(bgD
2)を、最初に、提供する。生ずる糖タンパク質を精製
し、そしてHSV誘導gDの生化学的および免疫化学的
特性に合致することが示された。さらに、このワクチン
候補で免疫化したマウスは、全ウイルスおよび精製した
糖タンパク質の体液および細胞の応答を例示し、そして
致死的HSV2の対抗に対して保護される。
【0005】本発明は、gD2の遺伝子を組み込んだバ
キュロウイルスのDNAで昆虫宿主細胞をトランスフェ
クションし、そして前記遺伝子の発現を可能とする条件
下に前記細胞を培養することからなる、組み換えgD2
を産生する方法に関する。好ましい実施態様において、
gD2をバキュロウイルスのポリヘドリンプロモーター
のコントロール下に配置する。これにより産生された糖
タンパク質は、高度に免疫原性であり、そして致死的投
与量のHSVを使用する対抗に対して保護的である。こ
うして、本発明は、また、有効量の実質的に純粋なバキ
ュロウイルス産生したgD2、および製剤学的に許容さ
れうる担体からなる、ワクチン組成物を提供する。この
ような組成物は、有効量のワクチン組成物を宿主に投与
することからなる、HSVの感染の処置および予防にお
いて使用することができる。
【0006】また、本発明は、昆虫細胞中のgD2遺伝
子の発現において有用なバキュロウイルスのベクター、
ならびにこれにより感染された昆虫細胞を提供する。
【0007】本発明は、自然gD2糖タンパク質(ng
D2)の構造に密接に近似するgD2の高い収量の産生
のためにバキュロウイルスの発現系を使用する。ある数
のバキュロウイルス、とくに核ポリヘドロリシスウイル
ス(nuclear polyhedrosis vi
ruses)(NPV)は昆虫細胞の培養において増殖
可能であり、そして糖タンパク質の産生に潜在的に有用
なベヒクルを提供する。有用なNPVは、ボンビクス・
モリ(Bombyx mori)NPV(BmNPV;
19)およびオートグラファ・カリフォルニカ(Aut
ographacalifornica)NPV(Ac
NPV;39)を包含する。本発明の方法における使用
に好ましいバキュロウイルスはAcNPVである。この
手順を開始するために、gD2配列を含有するDNA断
片を分離し、そしてバキュロウイルス転移ベクターの中
にスクリーニングする。次いで、選択した昆虫細胞を転
移ベクターおよびAcNPVのDNAと同時トランスフ
ェクションし、こうしてポリヘドリンプロモーターのコ
ントロールおよび調節下に、バキュロウイルスのゲノム
の中に挿入して、ウイルスのポリヘドリン遺伝子を置換
する。この目的に利用可能な、ある数の転移ベクターが
存在(例えば、18、23)。好ましいベクターはgD
2で高いレベルの発現を与えるが、ポリヘドリンと融合
タンパク質を産生しないものである。本発明の実施例に
おいて、pVL941(18)のようなベクターを使用
する。一般に、ポリヘドリンの開始コドンに対して直ぐ
5’および可能ならばそれから下流に延長する配列は転
写のために重要である。pVL941において、gD2
遺伝子をポリヘドリン遺伝子のATG開始部位の下流に
挿入し、そしてリーダー配列は完全である。融合タンパ
ク質を排除するために、ポリヘドリン遺伝子のATG開
始部位を部位特異的突然変異によりATTに変更する。
【0008】ある数の昆虫細胞系を本発明の方法におい
て宿主細胞として使用することができる。例えば、マメ
ストラ・ブラッシカエ(Mamestra brass
icae)種(例えば、ATCC CRL8003)ま
たはスポドプテラ・フルギペルダ(Spodopter
a frugiperda)[例えば、SF−21、イ
ンビトロゲン(Invitrogen)、カリフォルニ
ア州サンディエゴ、またはSf−9、ATCC CRL
1711)は本発明の方法において有用である。好まし
い宿主細胞系はスポドプテラ・フルギペルダ(Spod
opterafrugiperda)である。組み換え
バキュロウイルスのプラークを同定し、そしてポリヘド
リンの閉鎖体の不存在により取り上げる。これらのプラ
ークは昆虫細胞上で増幅され、そして生ずるプラークを
バキュロウイルスgD2(bgD2)の発現についてス
クリーニングする。選択したプラークを精製し、そして
それ以上のgD2の発現のために使用することができ
る。
【0009】発現のために使用した遺伝子は、免疫原性
および保護のために要求されるエピトープを有するHS
V遺伝子であることができる。HSV菌株GからのgD
2の配列は、ワトソン(Watson)(43)および
ラスキー(Lasky)ら(16)により発表された。
次の実施例において、HSV2菌株12をgD2DNA
源として使用される。これらの2つの遺伝子のDNA配
列は小さい程度に異なり、究極的に、生ずるタンパク質
の中に1つのアミノ酸の差を生成する(参照、実施例
3)。基本のgD2配列中の小さい修飾はこの分子の免
疫原性に影響を与えないで許容されうることが理解され
るであろう。したがって、この方法において使用する遺
伝子は、また、ヌクレオチドレベルで既知の配列と異な
るものであることができるが、遺伝暗号の同義性のため
に、同一のアミノ酸配列を産生するか、あるいは、1つ
の化学的に同等のアミノ酸が、生ずる糖タンパク質の免
疫原性活性に影響を与えないで、他のアミノ酸と置換さ
れている、「サイレントの変化」を生成する遺伝子であ
ることができる。
【0010】本発明の方法は、ngD2とほぼ同一であ
る、57,500ダルトンの見掛けの分子量をもつ糖タ
ンパク質を生ずる。糖タンパク質を崩壊した細胞から回
収し、そして免疫親和クロマトグラフィーにより精製
し、このクロマトグラフィーは少なくとも約90%の精
製を提供する。タンパク質の同一性はウェスタンブロッ
トによりgD2特異的モノクローナル抗体およびポリク
ローナル抗体を使用して確証する。アミノ酸配列から予
測されるタンパク質の非グリコシル化分子量は約40,
000であり、炭水化物の広範な翻訳後の付加を示唆す
る。バキュロウイルス感染の昆虫細胞の中で発現される
タンパク質のグリコシル化パターンは、ツニカマイシン
感受性(13、14)およびエンド−H感受性(45、
15)であり、N連鎖した高いマンノースのグリコシル
化パターンの存在を示唆する。下の実施例に示すよう
に、bgD2のELISAおよびイムノブロッティング
反応性は、ポリクローナル抗体およびモノクローナル抗
体の結合において自然の調製物の反応性を抑制するよう
に思われる。これらの観察が示唆するように、バキュロ
ウイルス発現の糖タンパク質中のエピトープの潜在的に
増強されたアクセス可能性を示唆する。バキュロウイル
ス発現のgD2に対する増大された血清学的応答性は、
抗体応答性に関して、自然物質に関係する組み換え産生
物の増強した効能を示すことができる。
【0011】精製した糖タンパク質は、ウェスタンブロ
ットまたはドットブロットにおいて、モノクローナル抗
体DL6、DL11および1D3と反応した。DL11
はウイルス誘導gDの順次でない中和性エピトープ(2
9)と結合する。こうして、組み換えワクチン調製物は
この部位における自然コンフォメーションを保持するこ
とが結論された。事実、自然コンフォメーションの維持
はDL11の反応性およびその相補性の独立の中和能力
と結合された(27、46)。1D3 MAbとの反応
性は、糖タンパク質がアミノ末端において切頭されてい
ないことを示唆する。
【0012】バキュロウイルス誘導分子の自然形態との
類似性は、血清学的研究により確証された。免疫化した
マウスからの血清のELISA分析は、ngD1免疫血
清がbgD2と強く反応することを示した。逆に、bg
D2免疫血清は、0.1μg程度に低いワクチン投与量
後でさえ、ngD1およびbgD2の両者と結合する。
ELISAの力価はbgD2の投与量とともに増加する
ことが観察される。HSV1およびHSV2に対するb
gD2免疫化マウスの中和抗体の力価は、一般に投与量
に関係する方法で増加し、そしてホモタイプのウイルス
に対する優先的に高くなった力価を実証したが、ヘテロ
タイプに対する幾何平均の力価は0.1μgのbgD2
より大きい投与量で実質的であった。HSV2に対する
より高い力価の同様なパターンはngD2免疫化したマ
ウスからの血清について認められ、この現象が組み換え
糖タンパク質を使用する免疫化に対して独特でないこと
を示唆する。バキュロウイルス発現のgD2は、ngD
1およびngD2の両者と比較したとき、HSV2に対
して中和性抗体のレベルの増大を引き出す。ngD1免
疫化マウスからの血清は、また、HSV1についての力
価と比較したとき、HSV2に対する力価の増加を実証
する。しかしながら、ngD1について観測された差は
適度である。
【0013】全ウイルスまたはサブユニットの抗原に対
する試験管内のリンパ増殖の応答に関して、bgD2免
疫化をngD1およびngD2ワクチンと比較すると
き、bgD2の試験管内の細胞の応答を、全ウイルス抗
原に対する本質的に型特異的応答性およびbgD2の投
与量とリンパ増殖の活性との間の逆相関関係により、特
性決定する。ワクチン濃度、抗体応答の増加、およびリ
ンパ増殖活性の間の観測される関連は、Tヘルパー細胞
のサブセットの可能なgD投与量に関係する選択を示唆
する(26)。
【0014】生体内において、bgD2による免疫化は
致死的HSV2の足の対抗に対する有意な保護を生ず
る。高いレベルの保護は、投与した糖タンパク質のすべ
ての投与量において起こる。HSV2に対する保護は、
麻酔および死を包含する症状のひどさの減少および感染
のすべての観察可能な症状のすべてをもたないマウスの
頻度の有意な増加により特性づけられる。生き残りのマ
ウスにおける潜伏性のHSV2感染の頻度は現在の研究
において検出されなかったが、マウスにおけるngD1
を使用する免疫化は潜伏性ならびに一次のHSV2感染
に対して保護することをわれわれは示した(25)。
【0015】糖タンパク質、またはその免疫原性部分
は、実質的に純粋な(すなわち、少なくとも90%の純
粋な)形態で、HSV1およびHSV2の感染の予防お
よび処置の両者において使用することができる。
【0016】組み換え的に産生された糖タンパク質は、
宿主細胞から、標準の分離技術により分離する。次い
で、精製された糖タンパク質を普通に使用されている製
剤学的に許容されうる担体、例えば、水、生理的塩類溶
液、エタノール、ポリオール、例えば、グリセロールま
たはプロピレングリコール、または植物油の任意のもの
と、ならびに任意の適当なワクチンのアジュバント、例
えば、AlPO4、および/または3ジオキシ−モノホ
スホニル脂質A(3D−MPL;RIBI)と組み合わ
せる。ここで使用するとき、「製剤学的に許容されうる
担体」は、任意のおよびすべての溶媒、分散媒質、コー
ティング、抗菌剤、等張および吸収遅延剤などを包含す
る。普通の媒質が活性成分と不混和性である場合を除外
して、ワクチン組成物におけるその使用は考えられる。
【0017】ワクチンにおける唯一の免疫原性因子とし
てのその使用に加えて、bgD2はまた他の活性因子と
組み合わせることができる。例えば、HSVワクチン
は、さらに、他のHSV糖タンパク質、例えば、gB1
および/またはgB2からなるか、あるいは他の伝染
病、例えば、肝炎またはインフルエンザに対する免疫原
性因子を含むことができる。
【0018】ワクチン組成物は、HSVの感染への引き
続く暴露に対する保護を与える。ワクチン組成物の配合
方法は、ヅフィ(Duffy)(6)またはウィリアム
ス(Williams)ら(47)に示されているよう
に、この分野において知られている。糖タンパク質の使
用量は、アジュバントを使用するかどうかに依存して変
化するであろう。一般に、ワクチンの単位投与量は1〜
100μgの糖タンパク質を含有するであろう。投与は
好ましくは非経口的、すなわち、皮下、静脈内、筋肉内
または腹腔内であるが、経口的に投与することができ
る。
【0019】初期のワクチン接種後、好ましくは1また
は2以上の促進を行う。
【0020】ここにおいて言及する微生物は、アメリカ
ン・サイアナミド・カンパニー(American C
tnamid Company、ニューヨーク、パール
リバー)の菌株保存所に保持されている。また、プラス
ミドp941gD2Cは、ブダベスト条約の規定に従
い、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション
(the American Type Cultur
e Collection)米国マリイランド州ロック
ビレ12301)に1991年8月9日に、受け入れ番
号68664に受託された。
【0021】次の実施例によって、本発明をさらに説明
する。これらの実施例は本発明を限定しない。
【0022】
【実施例】
I、gD2のバキュロウイルスの発現 A、細胞およびウイルス。野生型オートグラファ・カリ
フォルニカ(Autographa californ
ica)核のポリヘドリンウイルス(AcNPV;E2
菌株ATCC VR 1344)およびバキュロウイル
ス転移ベクターpVL941を、マックス・サマース
(Max Summers)博士(Texas A&
M、カレッジステーション、テキサス州)からを受け取
った。スポドプテラ・フルギペルダ(Spodopte
ra frugiperda)(以後、S.frugi
perda)(Sf9)細胞は、アメリカン・タイプ・
カルチャー・コレクション(the American
Type CultureCollection)
(ATCC CRL 1711;マリイランド州ロック
ビレ)から購入した。野生型および組み換えバキュロウ
イルスを、2%の鉄補充子ウシ血清(Hyclone、
ユタ州、ローガン)、0.1%のプルロニック(Plu
ronic)F−68、および他の液体添加物を含有す
るIPL41培地(JRH Biosciences、
カンサス州レネクサ)の中でSf9の単層または懸濁培
養物の中で成長させる(17)。単純ヘルペスウイルス
2型(菌株12;HSV2−12)およびHSV1−N
Sをフリードマン(Friedman)博士(Chil
dren’s Hospital、ペンシルベニア州フ
ィラデルフィア)から受け取り、そして3回プラーク精
製し、そしてVero細胞培養において増殖させる。H
SV2−186を同様なプラーク精製し、そしてVer
o細胞増殖手順にかけ、動物の研究において使用する。
【0023】B、転移ベクターの構成。HSV2(菌株
12)の糖タンパク質Dを、組み換えバキュロウイルス
D2AC−11により、S.frugiperda細胞
の中で発現させる。D2AC−11は、オートグラファ
・カリフォルニカ(Autographa calif
ornica)の核ポリヘドリンウイルスのポリヘドリ
ン遺伝子を、ポリヘドリンプロモーターのコントロール
および調節下に置換することによって発生させる。HS
V2 DNAは、2リットルのHSV2感染Vero細
胞のリゼイトから、DEAEセファロース(Sepha
rose)カラムに通過させることによって分離する。
このDNAをカラムから0.5モルのNaClで溶離
し、抗体40μg/mlのRNアーゼ、100μg/m
lのプロテイナーゼKおよび0.4%のSDSで溶離
し、次いでフェノール/クロロホルム/イソアミルアル
コールの混合物(25:24:1)で数回抽出する。次
いで、DNAをCsClの勾配で1.3g/mlの密度
において精製する。精製したDNAをEcoRIで消化
し、そしてHSV1からの糖タンパク質(gD1)のR
NA転写体を使用して、HSV2糖タンパク質(gD
2)についてプロービングする。プラスミドpRE26
[G.H.コーヘン(Cohen)博士およびR.J.
アイゼンバーグ(Eisengerg)、ペンシルベニ
ア大学、ペンシルベニア州フィラデルフィア、から受け
取った]を使用し、これはHSV1 gD(gD1)遺
伝子をSP6プロモーターコントロール下に含有する。
32P−CTP(410Ci/ミリモル、Amersha
m、イリノイ州アーリントンハイツ)標識したRNA転
写体を、SP6ポリメラーゼを使用して調製する。gD
2遺伝子は、サザンブロットハイブリダイゼーションに
より実証されるように、EcoRI断片上に位置する。
5kbのEcoRI断片(図1A)をアガロースゲルで
精製し、そしてマニアチス(Maniatis)ら(2
1)に従うクローニング手順を使用して、pBR322
の独特EcoRIの中に挿入する。この構成体をSpe
IおよびXhoIで二重消化して、インサートをgD2
ATG開始部位からほぼ30塩基上流にまで下にトリ
ミングする。生ずる2kbのgD2を含有する断片をア
ガロースゲルで精製し、そして転移ベクターpVL94
1(17)の独特BamHI部位の中に平滑末端の結合
によりサブクローニングする。生ずるプラスミドp94
1gD2C(図1B)の向きを制限マッピング、サザン
ブロットハイブリダイゼーション、およびセクエナーゼ
(Sequenase)を使用するジデオキシ法により
DNA配列決定、DNAポリメラーゼ(US Bioc
hemical、オハイオ州クレブランド)により確証
する。
【0024】C、バキュロウイルス組み換え体の発生。
Sf9細胞を2.0μgのAcNPV DNAおよび
4.0μgのp941gD2C DNAと、サンマース
(Summers)およびスミス(Smith)(3
8)の手順に従い同時トランスフェクションすう。組み
換えバキュロウイルスのプラークを、ポリヘドリンの閉
鎖物体の不存在により、顕微鏡検査的に同定する。閉鎖
物体陰性のプラークを取り上げ、そして24ウェルのプ
レートの中に接種したSf9細胞上で増幅する。次い
で、生ずるプラークを、SDS−PAGEおよび細胞リ
ゼイトのウェスタンブロッティングまたはドットブロッ
ティングによりgD特異的モノクローナル抗体を使用し
て、バキュロウイルスgD2(bgD2)の発現につい
てスクリーニングする。親のプラーク(プラーク#1
1)を選択し、そして3回プラーク精製する。この組み
換えバキュロウイルス、D2AC−11と表示する、
を、それ以上の糖タンパク質の発現に使用する。
【0025】D、Sf9リゼイトの調製および収穫。S
f9細胞をバイオリアクター(New Brunswi
ck Scientific、ニュージャージイ州エジ
ソン)内で灌流した懸濁培養物中で成長させ、そして組
み換えバキュロウイルスで0.1の感染の多重度で、2
×106〜8×106細胞/mlの細胞密度において感染
させる。培養物を、感染後(pi)44時間に、バキュ
ロウイルス感染した細胞懸濁液を0.1N NaOHま
たは1.0モルのEDTAでポリヘドリン7.4に調節
し、次いでCHAPS洗浄剤を60ミリモルの最終濃度
に添加して溶菌することによって、収穫する。
【0026】E、自然およびバキュロウイルス発現の糖
タンパク質の精製。自然gD1およびgD2を、従来記
載されたように(25)、HSV感染Vero細胞の洗
浄剤の抽出物から精製する。類似の方法において、バキ
ュロウイルス発現gD2糖タンパク質を、組み換え感染
Sf9昆虫細胞から回収する。簡単に述べると、感染し
たSf9培養物のpHを0.1N NaOHまたは1.
0EDTAで中性に調節し、そしてCHAPS(細胞密
度に依存して15〜60ミリモルの最終濃度)および/
または他の可溶化剤の添加により溶菌する。洗浄剤可溶
化した糖タンパク質を、0.1ミリモルのフィルター
(Sarticon Inc.、コネチカット州イース
トグランビイ)を通す接線方向の流れの限外濾過または
同様な方法を使用し、次いでDEAEファースト・フロ
ー(Fast Flow)樹脂(Pharmacia、
ニュージャージイ州ピッツバーグ)を使用してイオン交
換クロマトグラフィーにより、清浄にする。イオン交換
の貫流分画を、20,000分子量のカットオフフィル
ター(Sarticon)を使用する接線方向の流れの
限外濾過により濃縮し、次いで活性化CH−セファロー
ズ(Sepharose)(Pharmacia)にカ
ップリングした固相DL6モノクローナル抗体(12、
7;G.H.コーヘン(Cohen)博士およびR.
J.アイゼンバーグ(Eisenberg)博士から入
手した]を使用する免疫親和クロマトグラフィーによ
り、製造業者により提供されたプロトコルに従い、分割
する。精製した糖タンパク質を免疫親和マトリックスか
ら緩衝化NaSCN(50ミリモルのトリスpH7.
4、0.5モルのNaCl、1.5モルのNaSCN、
0.1%のNP40)を使用して溶離し、PBSに対し
て透析し、次いでワクチンに配合する。自然gD1のみ
はホルマリン(1:4000、37℃において40時
間)で処理する。リン酸アルミニウム(AlPO4)を
500mg/投与でアジュバントとして使用する。糖タ
ンパク質の投与濃度を、ピロケミルミネセント窒素分析
(Antek Inc.、テキサス州ハウストン)によ
り直接およびドットブロット分析により間接的に確証す
る。
【0027】F、SDS−PAGEおよびウェスタンブ
ロット分析。自然gD1、gD2およびバキュロウイル
ス発現gD2をSDS−PAGEにかけ、そしてシミン
グトン(Symington)(39)に本質的に記載
されているように、電気転移する。ニトロセルロースの
ブロットを適当な抗体とインキュベーションし、そして
抗原/抗体複合体をペルオキシダーゼ標識したプロテイ
ンAおよび4−クローンナフトール(Sigma Ch
emical Co.、ミゾリー州セントルイス)で可
視化する。使用した抗体は、次のものを包含する:型共
通ウサギポリクローナル抗gD、アミノ酸残基272−
279を含有するgDの順次のエピトープを認識するD
L6モノクローナル抗体(McAb)(12、7)およ
びgDのアミノ末端付近のアミノ酸1−23の領域にお
ける直線のエピトープを認識するモノクローナル抗体1
D3(28)。あるいは、ニトロセルロースのエレクト
ロブロットをアウロダイ(Aurodye)(Amer
sham)で処理して、全体のタンパク質を可視化す
る。
【0028】G、bgD2の同一性および純度。精製し
た組み換えタンパク質の同一性を、ウェスタンブロット
分析により、gD特異的モノクローナル抗体DL6およ
び1D3(N末端特異的)、ならびに抗gDポリクロー
ナル血清を使用して確証する。この研究において使用す
る3つの糖タンパク質の比較SDS−PAGEウェスタ
ンイムノブロットを図2Aに表す。自然gD1は精製後
2量体を形成し、これは自然または組み換えgD2のい
ずれにおいても観察されない。組み換えgD2は自然g
D2とほぼ同一の分子量を有する。
【0029】bgD2の純度は、SDS−PAGEゲル
をエレクトロブロッティングし、次いで銀染色により確
証する(図2)。組み換えgD2は57,500の見掛
けの分子量をもつ単一のタンパク質成分として移動す
る。抗体のプローブにより可視化された成分とタンパク
質の染色のとき観察される成分との間の直接の対応は、
90%を越える糖タンパク質純度と一致する。
【0030】II、ワクチンの投与およびbgD2免疫
反応性 A、マウス。雌のBALB/c VAF Plus(ウ
イルスの抗体不含)マウスを、免疫原性および保護の研
究のために、チャールス・リバー(Charles R
iver)(マサチュセッツ州ウィルミントン)から入
手し、そして滅菌したミクロアイソレーターの中に収容
する。
【0031】B、gDの配合および生体内の研究のため
のマウスの免疫化。自然gD1、gD2およびbgD2
の分画を20〜140μg/mlの濃度でAlPO
4(2mg/ml)と4℃において一夜混合する。次い
で、糖タンパク質の濃度を、合計の窒素含量を測定する
か、あるいはドットブロット分析により決定する。スロ
ット−ブロット分析のための試料は、リン酸塩緩衝液
(PBS)希釈物中の2倍希釈物として96ウェルのプ
レートの中で調製する。精製した、可溶性糖タンパク質
を標準として日常的に使用する。試料の希釈物をドット
ブロットのマニホールド(BBL、マリイランド州ガイ
サーバーグ)に移し、そしてニトロセルロース膜上に真
空吸収させる。各試料を3×200μgのPBSで洗浄
し、そしてフィルターを空気乾燥した後、3%のウシ血
清アルブミン/トリス−緩衝化生理的塩類溶液(BSA
/TBS)の中で45分間ブロッキングする。次いで、
ブロットを1%のBSA/TBS/0.05%のTwe
en20(TTBS)中で希釈した選択した抗体と1時
間インキュベーションする。ウェスタンブロット分析に
使用した抗体に加えて、DL11[G.H.コーヘン
(Cohen)博士およびR.J.アイゼンバーグ(E
isenberg)博士から入手した]、不連続の中和
性McAbを使用する(27、29)。引き続いて、抗
体を洗浄により除去し、そしてフィルターをペルオキシ
ダーゼ標識プロテインAと1%のBSA/TTBS中で
1時間インキュベーションする。次いで、フィルターを
よく洗浄し、そしてメタノール中で4−クロロナフトー
ル/H22とインキュベーションする。配合した糖タン
パク質試料を同一方法において分析するが、ただしAl
PO4をまず1N HClで37℃において5分間可溶
化することによってフィルターから除去する。次いで、
糖タンパク質/AlPO4/PBSのストックを選択し
た投与濃度に希釈する。処理群(N=16)は次の通り
である:AlPO4、0.1μgのbgD2、1.0μ
gのbgD2、5.0μgのbgD2、10.0μgの
bgD2、5.0μgのngD2、5.0μgののng
D1;非接種N=6。免疫化の前に、配合した糖タンパ
ク質を、また、ドットブロットにより中和性エピトープ
DL11の存在についてプロービングする。すべての3
つの糖タンパク質はこのエピトープを含有する。
【0032】6週齢のマウスを500μgのAlPO4
に前以て吸収させたバキュロウイルス発現gD2で免疫
化する。使用した投与量は0.1μg、1.0μg、
5.0μgおよび10.0μgである。対照は5.0μ
gのngD1またはngD2で免疫化した動物またはA
lPO4単独でモック免疫化した動物から成る。すべて
の動物に肩甲骨領域に3週の間隔で2回の皮下免疫化を
与える。
【0033】C、試験管内アッセイ。第2免疫化の2週
後、各投与群の5匹のマウスを麻酔下に放血し、そして
体液およびワクチンに対して免疫応答性の細胞分析のた
めに脾摘出する。
【0034】(i)ELISAの応答を評価して、ウイ
ルス誘導およびバキュロウイルス発現のgD2の生体内
同等性を確証する。96ウェルのプレート(Corni
ng、ニューヨーク州コーニング)を100mlの0.
01モルのPBS中の20ng/ウェルの濃度のngD
1またはbgD2で一夜コーティングする。プレートを
洗浄し、そして3%のBSAと室温において3時間イン
キュベーションする。BSA処理後、実験の血清をTB
S+0.1%のTween20の中でプレートを横切っ
て2倍希釈し、そして37℃において1時間ブロッキン
グする。プレートをPBSで3回洗浄し、次いでTBS
中のセイヨウワサビペルオキシダーゼ接合f(ab’)
2ヤギ抗マウスIgG(Cappel、Organon
Teknika、ノースカロライナ州ダーハム)の
1:500希釈物の100μlとインキュベーションす
る。プレートをABTS基質(Kirkegaard
&Perry、マリイランド州ガイサーバーグ)を使用
して現像し、そして405nmにおいてバイオテク(B
iotek)ELISAプレートリーダー(バーモント
州ウィノスキ)を使用して定量する。
【0035】抗体の応答は、ELISAにより、試験管
内の抗原としてbgD2を使用して測定すると、すべて
の免疫化したマウスはワクチンに対して有意に応答性で
ある(95%の信頼区間)こと、およびすべてのワクチ
ンの処理はAlPO4対照動物に関して有意に高い(P
<0.001、ANOVAによる)ことを示す。bgD
2免疫化マウスは、それぞれ、0.1μg〜10.0μ
gの糖タンパク質において記録した活性の最小および最
大をもつ投与量応答性ELISA力価を一般に実証す
る。1:160より大きい血清希釈において、ngD1
抗原についての0.1μgのbgD2試験血清の応答
は、すべての他の免疫化群より有意に(P<0.05、
ANOVAによる)低い。
【0036】ngD1抗原に対するELISAの応答
は、bgD2について観察される応答より低い。これ
は、抗体の応答の有意の差よりむしろ自然糖タンパク質
に関する組み換え体の結合のより大きい結合をの率を反
映する可能性が最も強い。しかしながら、ELISAの
応答はDL6ドットブロットの応答を反映し(データは
示さない)ここでバキュロウイルス発現の糖タンパク質
に対するMcAb反応性は自然gD1に対する反応性よ
り大きい。bgD2免疫化マウスに対する抗ngD1E
LISA活性は投与量依存性的に増加した。ngD1抗
原に対するピーク活性はngD1免疫化に関連する。自
然糖タンパク質の応答をバキュロウイルス発現のgD2
マウスの応答と直接比較することは困難である。なぜな
ら、自然糖タンパク質は微量の他のHSVタンパク質、
例えば、gBを含有することがあり、これらのタンパク
質は測定されたELISAの応答に寄与しうるからであ
る。しかしながら、これに関して、5.0μgのngD
2は、また、微量の汚染物質を潜在的に収容し、0.1
μg〜1.0μgのbgD2匹敵する、ngD1に対す
る比較的低いELISA応答を引き出す。
【0037】(ii)中和性抗体のアッセイ。中和アッ
セイを従来記載されたように(21)実施する。簡単に
述べると、血清をアッセイ前に30分間56において加
熱不活性化する。二重反復実験の2倍の系統的希釈物
を、5%のFCSおよび10%のモルモットの補体(G
ibco、ニューヨーク州グランドアイランド)を含有
するMEMの中で100pfuのHSV1−NSまたは
HSV2−186と混合する。ウイルス−血清混合物を
37℃において1時間インキュベーションし、次いで9
6ウェルのプレート中で成長させたVero細胞の単層
上に接種する。ウイルスは1時間(37℃)吸収し、次
いで1%のメチルセルロースでオーバーレイする。ウイ
ルス、培地および補体の対照を各アッセイにおいてイン
キュベーションする。>50プラークがウイルス対照の
ウェルの中で観察させるまで、プレートをインキュベー
ションする。次いで、プレートを10%のホルマリン中
で固定し、そしてプラークを数える。力価は、ウイルス
対照において観察されるものの50%より小さい平均プ
ラーク数を実証する、血清希釈の逆数として定義する。
【0038】結果を表1に示す。0.1μgのbgD2
で免疫化した単一の動物を除外して、すべての免疫化し
たマウスはHSV1に対して20またはそれより大きい
中和性抗体の力価を実証した。bgD2マウスについて
のHSV1に対する平均の幾何平均力価(GMT1)
は、一般に、それぞれ、0.1μgおよび10.0μg
における最小および最大をもつ投与量に関係する方法で
増加する。5.0μgのbgD2で処理したマウスは、
投与応答により予測されるより多少低いGMT1(すな
わち、183.9)を実証する。ngD2を与えた動物
と比較したとき、bgD2マウスのGMT1の増大は重
要である。事実、GMT1の2.5〜6.0倍の増加
は、ngD2の免疫化に関して、1.0〜10.0μg
のbgD2の投与量において起こる。同等のGMT1は
10.0μgのbgD2または5.0μgのngD1を
与えた動物について記録され、組み換え調製物に対する
交差反応性中和性抗体の活性のすぐれた程度を実証す
る。
【0039】GMT2をすべてのワクチン処理群におい
てHSV1中和力価に関して増加する。これは0.1μ
gのbgD2群についてとくに明らかであり、これは2
4倍増加する。ngD1力価はGMT2/GMT1が
1.5のHSV1およびHSV2について本質的に同等
である。ピークのGMT2は5.0μgのbgD2に関
連し、一部分、10,240の力価を示す単一の動物に
起因する。GMT2/GMT1により示される、比例す
る交差反応の応答のパターンは、5.0μgのbgD2
および5.0μgのngD2について認められ、ここ
で、組み換え候補について記録される力価がより高いに
もかかわらず、13.9の比は両者の群について計算さ
れる。
【0040】
【表1】
【0041】注: a HSV1(GMT1)およびHSV2(GMT2)
に対する中和性抗体の応答の幾何平均の力価は、前述し
たようにプラーク減少ミクロ中和アッセイ法を使用し
て、個々のマウスから得た。
【0042】(iii)リンパ増殖アッセイ。免疫化ま
たはAlPO4感染したマウスからの脾細胞を、2×1
5細胞/ウェルにおいて、96ウェルの平らな底のプ
レートの中で、培地、Vero(2.5×106PFU
同等体/ウェル)、ngD1(10ng/ウェル)、b
gD2(20ng/ウェル)またはアミノ酸残基241
−260を含有するgD1ペプチド(2つの残基におい
てGMT2と異なる;39、40)の存在下にプレイテ
ィングする。リンパ増殖アッセイにおいて使用する培地
は、10%の胎児仔ウシ血清(Hyclone、ユタ州
ロウガン)、グルタミン、HEPES、NEAA、ピル
ベート、β−メルカプトエタノールおよびペニシリン/
ストレプトマイシンを含有するRPMI(Cellgr
o、Mediatech、ワシントDC)から成る。5
日間インキュベーションした後、細胞を1μCiの[3
H]チミジン(Amersham、イリノイ州アーリン
トンハイツ)で6時間パルシングし、次いでシンチレー
ションカウンティングのために収穫する。刺激指数を実
験のCPMを培地対照のCPMで割って計算する。結果
を表2に示す。全ウイルス抗原に対する試験管内増殖応
答は、最大のT細胞の活性化により本質的に型特異的で
ある。事実、ngD1免疫化したマウスは、HSV1刺
激に対する応答が、すべての他の群より、有意に高い
(P<0.01)。HSV2および他の刺激に対するb
gD2免疫化マウスの応答を、0.1μgのワクチンに
おいて見られるピーク活性をもつ逆投与量応答により特
性決定する。ngD1免疫動物は、ngD1の試験管内
の刺激に対して応答して、すべての他の群に関して3
−チミジンの吸収を有意に増大する。ELISAの応答
について認められるように、ngD1免疫脾細胞の活性
の増大は、T細胞の胚発生を引き出すことができる他の
HSV1タンパク質の微量の存在を反映する。しかしな
がら、体液の応答におけるように、ngD2免疫化は応
答の見掛けの増大を伴わない。bgD2とngD1との
間の高い程度の交差反応性の応答は、D1のペプチドの
アミノ酸241−261で刺激した培養において見られ
る。このgD1ペプチドは発表されたgD2配列と2残
基において異なり(#246、A≫P、#257、E≫
D)そして免疫優性Thエピトープを含有する(1
0)。
【0043】
【表2】
【0044】注: a リンパ増殖アッセイを前述したように実施した。5
匹の動物/群についての刺激指数(SI)の平均および
標準偏差を表す。SI=CPM(実験)/CPM(培地
対照)。
【0045】b 投与量はμg単位である。
【0046】D、HSV対抗に対する保護。第2免疫化
後2週に、マウスを1×106pfu/0.03mlの
HSV2(186)で右後足において皮下接種する。マ
ウスをHSV2に関係する病気について30日間piモ
ニターする。症状を毎日の基準で評価し、そして次のよ
うにスコアを付ける:0=症状なし;1=隆起または剥
離;2=薄弱;3=右後足の部分的麻痺;4=右後足の
完全な麻痺;5=両側の麻痺;6=死。
【0047】表3に示すように、マウスのすべての免疫
化群は、次で証明されるように、致死的HSV2対抗に
対して有意に保護される:罹病率の減少、麻痺的感染の
頻度の減少、致死率の減少(11匹のうちの6匹は感染
に屈するが、いずれかの群の単一の免疫化マウスのみが
死亡する;この動物に5.0μgのngD2を与え、そ
してその死前に麻痺していた)、および局所的または前
身の感染のすべての観察しうる兆候をもたない動物の頻
度の増加。この保護的免疫性は低い0.1μgのバキュ
ロウイルス発現gD2においてさえ明らかであり、ホモ
タイプの対抗に対する高い程度のワクチン仲介抵抗性を
示す。
【0048】
【表3】
【0049】注: a 症状のスコアは次のように定義する:0=症状な
し;1=局所的隆起/紅班/剥離;2=薄弱;3=右後
足の部分的麻痺;4=右後足の完全な麻痺;5=両側の
麻痺;6=死。
【0050】b 麻痺の頻度は部分的および完全な障害
の両者を実証する動物を包含する。
【0051】** P<0.01、ANOVAによる。
【0052】§ P<0.01、フィッシャー(Fis
her)の抽出試験。
【0053】¶ P<0.04、フィッシャーの抽出試
験。
【0054】III、bgD2の糖タンパク質の配列決
糖タンパク質D2遺伝子のヌクレオチド配列を、HSV
2(菌株12)およびD2Ac−11(バキュロウイル
スの組み換え体)のウイルスのDNAを直接配列決定す
ることによって決定する。gD2遺伝子のオーバーラッ
ピングする断片(下を参照)を、ポリメラーゼ連鎖反応
(Perkin Elmer GeneAmp PCR
Kit)により非対称的に増幅して、一本鎖を発生
し、次いでセクエナーゼキット(U.S.Bioche
mical Sequenasekit Versio
n 2.0)を使用するジデオキシ法により配列決定す
る。
【0055】バキュロウイルスの組み換え体D2Ac−
11の中のgD2遺伝子のヌクレオチド配列は、HSV
2からの親の遺伝子の配列(12)と合致する。この配
列を、また、発表された菌株、HSV2菌株G(Wat
son、R.、Gene、1983、26:307−3
12)と比較する。
【0056】菌株GおよびD2Ac−11のgD2遺伝
子との間の塩基の差は次の通りである。塩基番号268
はATG開始部位のAである。塩基番号1449はAT
G停止部位のGである。
【0057】
【表4】
【0058】引用文献 1、ブラックロウズ(Blacklaws)、B.
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異的ヒトT細胞のクローンは、組み換えワクシニアウイ
ルスにより発現されたHSV糖タンパク質Dを認識す
る。ウイルス学誌(J.Virology)、59:5
06−509。
【0106】本発明の主な特徴および態様は次の通りで
ある。
【0107】1、HSV gD2をエンコードする遺伝
子を組み込んだバキュロウイルスのDNAで昆虫細胞を
トランスフェクションし、そして前記遺伝子の発現を可
能とする条件下に前記細胞を培養することからなるHS
V gD2の組み換え産生法。
【0108】2、HSV gD2遺伝子をバキュロウイ
ルスのポリヒドリンプロモーターのコントロール下にあ
る上記第1項記載の方法。
【0109】3、バキュロウイルスはオートグラファ・
カリフォルニカ(Autographa califo
rnica)である上記第2項記載の方法。
【0110】4、HSV gD2を回収し、そして精製
する上記第1項記載の方法。
【0111】5、上記第4項記載の方法により得られた
実質的に純粋なHSV gD2。
【0112】6、有効量の上記第5項記載のgD2およ
び製剤学的に許容されうる担体からなるHSVの感染を
予防および処置するためのワクチン組成物。
【0113】7、HSV gD2をエンコードする遺伝
子に操作的に連鎖したバキュロウイルスのポリヘドリン
プロモーターからなるDNA構成体。
【0114】8、上記第7項記載の構成体からなるベク
ター。
【0115】9、p941gD2Cである上記第8項記
載のベクター。
【0116】10、上記第8項記載のベクターを含有す
る昆虫細胞。
【0117】11、ベクターはp941gD2Cである
上記第10項記載の昆虫細胞。
【0118】12、HSVgD2をエンコードする遺伝
子を含有しかつそれを発現することができる組み換えバ
キュロウイルス。
【図面の簡単な説明】
【図1】HSV2ゲノム中のgD2遺伝子の位置および
バキュロウイルス転移ベクター中のその配置を示す図で
ある。(A)単純ヘルペスウイルス2型(菌株12)ゲ
ノム(43)をEcoRIで消化して、5kbの断片上
のgD2遺伝子を分離する。(B)gD2を含有するS
peI/XhoI断片を、バキュロウイルス転移ベクタ
ーpVL941の独特BamHI部位の中に、平滑末端
の結合により挿入する。それぞれ、インサートの5’お
よび3’末端におけるSpeIおよびXhoI部位は、
平滑末端の結合後に失われる。しかしながら、BamH
I部位は保持される。
【図2】ngD1、ngD2およびbgD2のSDS−
PAGE分析の結果のチャートである。精製されたタン
パク質をSDS−PAGEの電気泳動にかけ、そしてニ
トロセルロース上にエレクトロブロッティングする。フ
レームA:レーン1、分子量標準;レーン2、精製した
自然gD1;レーン3、精製したgD2;レーン4、精
製した組み換えgD2。ブロットをウサギポリクローナ
ル抗gD血清で免疫プロービングし、そしてペルオキシ
ダーゼ標識したプロテインAおよび4−クロロナフトー
ル/H22で可視化した。フレームB:レーン1、分子
量標準;レーン2、精製した組み換えgD2。ブロット
上のタンパク質バンドを銀染色により可視化した。
【図3】バキュロウイルス発現されたおよび自然gDに
対するELISAの応答を示すグラフである。ngD1
(図3A)およびバキュロウイルス発現されたgD2
(図3B)の抗原に対する5匹のマウス/群の平均のE
LISAの応答。活性のbgD投与量に関係する増加の
一般的パターンを両者の抗原について認められた。免疫
化は次の通りであった:AlPO4
【数1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07K 15/14 7731−4H C12N 5/10 7/01 15/38 C12P 21/00 C 8214−4B //(C12N 15/38 C12R 1:92) 8931−4B C12N 15/00 A

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 HSV gD2をエンコードする遺伝子
    を組み込んだバキュロウイルスのDNAで昆虫細胞をト
    ランスフェクションし、そして前記遺伝子の発現を可能
    とする条件下に前記細胞を培養することを特徴とするH
    SV gD2の組み換え産生法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の方法により得られる実質
    的に純粋なHSVgD2。
  3. 【請求項3】 有効量の請求項2記載のgD2および製
    剤学的に許容されうる担体からなるHSVの感染を予防
    および処置するためのワクチン組成物。
  4. 【請求項4】 HSV gD2をエンコードする遺伝子
    に操作的に連鎖したバキュロウイルスのホリヘドリンプ
    ロモーターからなるDNA構成体。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の構成体からなるベクタ
    ー。
  6. 【請求項6】 請求項5記載のベクターを含有する昆虫
    細胞。
  7. 【請求項7】 HSVgD2をエンコードする遺伝子を
    含有しかつそれを発現することができる組み換えバキュ
    ロウイルス。
JP4266833A 1991-09-13 1992-09-10 HSV gD2バキユロウイルスの発現系 Pending JPH05252965A (ja)

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