JPH07509127A - 偽狂犬病ウイルス変異株を含むアウジェスキー病及び他の動物疾病に対するワクチン - Google Patents
偽狂犬病ウイルス変異株を含むアウジェスキー病及び他の動物疾病に対するワクチン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
偽狂犬病ウィルス変異株を含むアウジエスキー病及び他の動物疾病に対するワク
チン
発明の背景
本発明は、アウジェスキー病ウィルス(A D V)とも称する偽狂犬病ウィル
ス(PRV)の条件致死変異株に関する。PRVは、家畜及び野生動物のアウジ
エスキー病を起こす神経向性の大きいヘルペスウィルスである(Mettenl
eiter、Comp、Immun、Microbion、Infect、Di
s、14,151−163[19911;Wi t tmann及びRziha
、[G。
Wittmanm]Herpesvirus Diseases of Cat
tle、Horses and Pigs、 Kluwer、 Boston、
230−325[1989コ ;Pen5aert及びKluge、[M。
B、Pen5aert編]Virus 1nfecti。
ns of porcines、EIsevier 5cience Publ
ishers B、V、、Amsterdam、39−64 [1989]参照
)。ブタはPRVに対して比較的耐性であるため、該ウィルスの天然宿主とみな
される。天然の侵入間は鼻咽頭領域である。該ウィルスは鼻及び咽頭粘膜細胞内
で複製することができ、抹消神経の感染後に中枢神経系に輸送され、若いブタに
とってしばしば致死的である脳炎を発生させる。年齢がより高いブタは通常は該
感染で死ぬことはないが、発熱及び肺炎を起こし得る。知覚神経節の感染は通常
、潜伏期を確立させる。
感染した動物の死亡及び発育遅延によって生じる経済的損害を制限するために、
アウジエスキー病の予防接種が実施されている。該接種には、弱毒化生ウィルス
及び不活性化ウィルスをベースとするワクチンが使用可能である。通常は弱毒化
生ウイルスワクチンが好ましい。なぜなら、不活性化ワクチンより製造が簡単で
あり、従って廉価だからある。また、弱毒化ウィルスは鼻腔内投与することがで
き、これは、弱毒化生ウィルス又は不活性化ウィルスを非経口接種した場合より
防護力が強い。
細胞培養で連続継代後に得られた弱毒化生ウィルスをベースとする初期のワクチ
ンは、幾つかの欠点を有していた。
この種のワクチンは均質でなく、未知の毒性及び免疫原住を有するウィルス変異
株が混合物中に含まれていた。また、この種のワクチンには、毒性に戻る危険が
あった。その後、ウィルスの構造及び複製が分子レベルでより良く解明され且つ
高度の分子生物学的技術の使用が可能になったため、科学者達は、確率に頼るの
ではなく、弱毒化ワクチンを設計することができるようになった。ウィルス遺伝
学及びDNA分析は、修正(alteration)がウィルス病原性の弱毒化
に貢献し得るウィルスゲノム内の領域の同定を可能する。組換えDNA技術は、
このような領域を修正又は欠失させて、所定の安定な変性を有する弱毒化ウィル
スの製造を可能にする。この方法は最初、PRVの弱毒化のためにKitら(A
m、J、Vet、Res、46.1359−1367 [1985] )により
適用されて成功をおさめた。PRVのチミジン−キナーゼ(T K )遺伝子の
不活性化は、ブタに対する毒性を著しく低下させた(EP−A−141,458
号)。TK遺伝子の損傷の他に欠失が、gl、gllI及びgXのような糖タン
パク質遺伝子に導入され(Kitら、Am、J、Vet、Res、48゜780
−793 [1987] ;Marchiol iら、A987] ;Quin
tら、J、Gen、Virol、68゜523−534 [1987] +Mo
ormannら、J。
Gen、Virol、71. 1591−1595 [1990] :WO−A
−9102795号)、その結果ウィルスの毒性が更に低下し、予防接種した動
物と感染した動物とを血清学的に判別することが可能となった(P l a t
tら。
Vet、Microbiol、11.25−40 [1986] ;Van 0
irschotら、J、Gen、Vi r191−206 [1988] ;E
loi tら、Vet、Rec、128.91−94 [1989] )。
ワクチン開発への新しいアプローチは、弱毒化生ウィルスワクチン株をキャリヤ
ー(ウィルスワクチンベクター)として用いる外来病原体遺伝子の発現である。
生きているベクターウィルスによる抗原の発現は天然感染後の発現と類似してお
り、体液性及び細胞性両方の免疫応答を刺激し得る。ワクチンベクターは、適当
なワクチンが現存しないか又は安全もしくは容易に製造できないような病気に対
する免疫感作に使用し得る。
ワクチンベクターの開発は主に、ワクシニアウィルスに絞られてきた(Moss
及びFlexner、Ann、Rev、Immunol 5. 305−324
[1987コ;Piccini及びPaoletti、Adv、Virus
Res、34.43−64 [1988コ)。ワクシニアウィルスはヒト天然痘
の根絶のために広く使用され、極めて効果的であると共に比較的安全であること
が判明した。宿主範囲が広(且つ多量の外来DNAを収容する能力があるため、
ワクシニアはワクチンベクターとして一般的に好んで試用されるウィルスとなっ
た(Hr u b y、CIin、Microbiol、Rev、3,153−
170[19901;Tartagliaら、Cr i t、Rev。
Immunol、10.13 [1990] )oワクシニアウィルスに代わる
ものとして、ラクーンボックス(racoonpox)ウィルス、アビボックス
(avipopx)ウィルス、カブリボックス(capripox)ウィルス及
びスイボックス(suipox)ウィルスのような別のポックスウィルスがワク
チンベクターとして開発されつつある(Tayorら、Vaccine 6.5
04−508 [1988] : Lodme ] Iら、J、Virol、6
5.3400−3405 [1991] ;Letellieワクチンベクター
として使用できる別のウィルスとしては、アデノウィルスが挙げられる(Ber
kner、BioTechniques 6.6003−6020 [1988
])及びヘルペスウィルス(Shinら、Proc。
Natl、Acad、Sci、U、S、A、81.5867−5870 [19
84] ;Thomsenら、Gene3896−3900 [1987] ;
Co1eら、J、Virol、64.4930−4938 [1990] ;v
anZijlら、J、Virol、65.2761−2765 [1991コ
;Kit ら、Vaccine 9,564−572 [19911)。安全で
効果的な生のヘルペスウィルスワクチンを得ることができ且つ多量の外来DNA
を収容する能力を有するため、これらのウィルスはワクチンベクターの開発のた
めに有利に使用し得る可能性がある。
ワクチンベクターとしてのPRVの使用は極めて有望である。PRVは特性が良
く解明されており、安全で効果的な生ワクチンが標的欠失(前出文献参照)によ
って開発されている。該ウィルスは宿主範囲が広いが、ヒトに対しては無害であ
る。効果的なキャリヤーワクチンとしてのPRYの適用は、最近van Zij
lらによって示された(J。
Virol、65.2761−2765 [1991] 、WO−A−9100
352号)。彼らは、ブタコレラウィルスのエンベロープ糖タンパク質E1を発
現するPRV組換え体が、偽狂犬病及びブタコレラ(一般的なブタ熱)の両方に
対してブタを防護することを立証した。
ワクチンの最も重要な特性の一つは安全性である。従来の方法で弱毒化した生ワ
クチンの表現型を変える正確な分子変化は一般的に未知であるため、これらのワ
クチンが毒性に戻る可能性は僅かながら常に存在する。この問題は、所定の安定
な欠失を有する組換えワクチンの使用によって解決し得る。しかしながら、安定
に弱毒化したワクチンの形成は、不可能ではないとしても極めて難しい時がある
。
その場合は、死んだワクチンか又は安全なワクチンベクターの使用に頼らなけれ
ばならない。適当に調製し且つ検査した生の弱毒化欠失ワクチン及びワクチンベ
クターは通常、免疫適性(immunocompetent)宿主においては安
全である。しかしながら、免疫を発揮し得ない(1mmnocompromi
zed)宿主では、重大な合併症が生起し得る。生の弱毒化ワクチン及びワクチ
ンベクターは複製することができるため、免疫を発揮し得ない宿主にとって危険
であり得る環境に放出され得る。また、標的種において安全に使用できるワクチ
ンは、別の種に対して依然として毒性であり得る。
ワクチンベクターに導入するのに適当と思われる遺伝子はしばしば、大きな免疫
原性を有する構造ピリオンタンパク質をコードする。この種のタンパク質として
は、ウィルス糖タンパク質、融合タンパク質及び赤血球凝集素ノイラミニダーゼ
が挙げられる(Hruby、Cl1n、Microbiol、Rev、3.15
3−170 [1990] )。この種のタンパク質はしばしば、ウィルスの宿
主向性及び/又は細胞向性を決定するウィルス−細胞相互作用に関与する。従っ
て、キャリヤーウィルスによるこのような遺伝子の発現は、理論的には、その生
物学的特性、例えば病原性、組織向性及び宿主特異性を変化させ得る。また、こ
れらの変化した生物学的特性は、相同的組換えによって、弱毒化ベクターウィル
スから毒性野生型ウィルスに伝えられ得る。
以上の考察は、生ワクチン及び自己制限型(self−restricted)
即ちワクチンを受けた動物によって広まることのないワクチンベクターの開発を
主張するものである。理想的には、この種のワクチンは非感染性子孫を生み出す
ものでなければならず、また対応する野生型ウィルスでの組換え後に感染性ウィ
ルスを発生させることができないものでなければならない。我々は本明細書に、
これらの要件を満たす発明を記述する。
発明の概要
本発明は、アランニスキー病の予防接種に使用し得且つ安全なワクチンベクター
として使用し得る条件致死偽狂犬病ウィルス(PRV)変異株を提供する。本発
明の株は、前記ウィルスの感染性にとって必須のウィルスエンベロープタンパク
質であるgp50を発現することができない。
gp50遺伝子は、外来オリゴヌクレオチドの挿入、もしくは欠失、又はその両
方(置換)により不活性化した。gp50遺伝子は特に、三つの読取り枠総ての
中の翻訳ストップコドンを含む合成オリゴヌクレオチドの挿入、又はgp50遺
伝子及びgp63遺伝子両方の一部分を含むPRVゲノムの一部分の欠失により
不活性化した。該変異体ウィルスは、ウィルスgp50遺伝子を発現する相補細
胞系(complementing cell 1ine)で増殖する。これら
の細胞によって産生された子孫ピリオンは表現型的相補(pheno−typi
cally c。
mp l emen t ed)である、即ち、前記相補細胞系によって与えら
れるgp50を有する。このような表現量的相補変異体ピリオンは、in vi
tro及びin viVOの両方で細胞に感染することができ、複製され、直接
的細胞−細胞伝搬によって広まることができる。しかしながら、感染細胞によっ
て放出された子孫ピリオンはgp50を欠くため非感染性である。これらのウィ
ルスは新しい感染サイクルを開始することができないため、予防接種した動物か
ら予防接種していない動物へと伝搬され得ない。
このような制限は、これらのウィルスをベースとする(キャリヤー)ワクチンを
極めて安全なものとする。
従って本発明は、動物の病気に対するワクチンを製造するための、即ちアランニ
スキー病に対するワクチンを製造するための、又は別の対応病原体に由来する抗
原又は抗原の一部分をコードするヌクレオチド配列を偽狂犬病ウィルスgp50
変異株に導入することによって他の動物疾病に対するベクターワクチンを製造す
るための、偽狂犬病ウィルスgp50変異株の使用に関する。
本発明は、糖タンパク質gp50を含み且つgp50遺伝子中に突然変異を有す
る偽狂犬病ウィルスを含む、動物の病気を抑制するためのワクチンにも関する。
該ワクチンはアウジェスキー病に対する防護のために使用し得、その場合は突然
変異が欠失であり、あるいは他の動物疾病に対する防護のために使用し得、その
場合は突然変異が、前記他の動物疾病を誘発する別の病原体に由来する抗原もし
くは抗原の一部分をコードする異種ヌクレオチド配列の挿入からなる。偽狂犬病
ウィルスはゲノム内に、毒性を変えるための、又は別のタンパク質を発現するた
めの別の突然変異、例えばgp63、gI、gll)、gX、IIK、チミジン
キナーゼ(TK)、リボヌクレオチドレダクターゼ(RR) 、タンパク質キナ
ーゼ又は28に遺伝子、特にgIもしくはgp63遺伝子における欠失及び/又
は挿入を含み得る。
本発明は、株R122、R332、D560及びD1200(第1図参照)に代
表されるPRV gp50変異株に関する。株R122及びR332は機能性g
p50を発現することができず、株D560及びD1200は機能性gp50又
は機能性gp63を発現することができない。
gp50はウィルスの侵入に必須のものであるため、これらの変異株はgp50
を発現する相補細胞系で増殖させる。
総ての株は非相補細胞内で完全複製サイクルを全うすることができるが、この種
の細胞から放出された子孫ピリオンはgp50を欠き、従って非感染性である。
gp50変異株が非相補細胞系でプラークを形成することができるという観察事
実は、該ウィルスが感染細胞から非感染細胞に伝搬され得ることを意味する。
EcoRI制限部位(GAATTC)と三つの読取り枠縁ての中の翻訳ストップ
コドンとを含む配列5’ −TAGGCTAGAATTCTAGCCTA−3’
(配列番号1)を有する合成オリゴヌクレオチドを、W i n dら(J、
Vi rol、64.4691−4696 [1990] )に記載のように
プラスミドpN3HBのgp50遺伝子内の二つの異なる位置に挿入して(第1
図参照)、PRV株R122及びR332を得た。プラスミドpN3HBは、プ
ラスミドpBR322にクローニングしたPRVのHindIII−B7ラグメ
ントからなる(van Zijlら。
J、Vi ro 1.65.2761−2765 [1988] )。その結果
得られた、オリゴヌクレオチドがgp50遺伝子のヌクレオチド366−367
の間及び996−997の間に挿入されているプラスミドを、それぞれR1及び
322と命名した。我々は、PRV株Riceのgp50遺伝子のヌクレオチド
配列番号付けを使用する(Petr。
vskiら、J、Virol、59.216−223 [1986]の第2図)
。但しここで留意すべきこととして、PRV株NIA−3のgp50遺伝子のヌ
クレオチド配列は位置364(GからA)が株Riceの配列とは異なり、株N
IA−3のgp50遺伝子中にはBglII制限部位が存在することになる。
突然変異誘発フラグメント(mutagenizedfragment)(R1
もしくは322のいずれか)と、互いに一緒になって完全ウィルスゲノムを含む
コスミドC−179、C−27及びc−443に由来する三つの重複(over
lapping)サブゲノム野生型PRVフラグメントとを組合わせて使用して
、オーバーラツプ組換え(van Zijlら、J、Virol、65.276
1−2765 [1988] )により、ウィルスゲノムの再構築を行った。オ
ーバーラツプ組換えは、gp50を構成的に(const、1tutively
)発現する相補細胞系(G5細胞系)内で実施した(Peetersら、J、
Virol、66.894−905 [1992] )o得られてウィルス株を
、それぞれR122及びR332と命名した。
株D560を得るために、我々はプラスミド322(既述)と、プラスミドpN
3HBの別の誘導体であるプラスミド149(de Windら、J、Viro
l、64゜4691−4696 [1990] ’Iを使用した。プラスミド1
49では、オリゴヌクレオチドがヌクレオチド352−353 (番号付はPe
trovskiら、J、Vir。
1.60,185−193 [1986]の第5図に従う)(第1図参照)の間
でgp63遺伝子に挿入されている。
プラスミド149のBgl I I−EcoRIフラグメントをプラスミド32
2のBgl I I−EcoRIフラグメントで置換して、gp50遺伝子の位
置996とgp63遺伝子の位ff1353との間のヌクレオチド配列が配列番
号1の配列(即ち突然変異誘発オリゴヌクレオチドの配列)で置換された新規の
プラスミドを得た。該プラスミドを重複野生型フラグメントと一緒に用いて、G
5細胞内でのオーバーラツプ組換えによりウィルスを再生した。得られたウィル
スをD560と命名した。
株D1200を得るために、プラスミド149を制限酵素Bgl I I及びE
coRIで消化し、得られたより大きいフラグメントを、大腸菌(E、co I
1)DNAポリメラーゼIのフレノウフラグメントでの両端の処理後に、T4
DNAリガーゼで環化した。得られたプラスミドは、gp50遺伝子の位ff
1336とgp63遺伝子の位置353との間のヌクレオチド配列が、配列AA
TTCTAGCCTA (配列番号2、即ち突然変異誘発オリゴヌクレオチドの
レムナンド)で置換されている。このプラスミドを重複野生型フラグメントと一
緒に用いて、G5細胞内でのオーバーラツプ組換えによりウィルスを再生した。
得られたウィルスをD1200と命名した。
gp50変異株R122及びR332、並びにgp50+gp63変異株D56
0及びD1200は、非相補SK6細胞上でプラークを形成することができる。
株R122及びR332によりSK6細胞上で形成されたプラークは、野生型親
株NIA−3によって形成されるプラークと類似の大きさを有する。株D560
及びD1200によりSK6細胞上で形成されるプラークは大きさがより小さい
。これは、PRVの複製サイクルにgp63が関与していることを意味する。
細胞−細胞伝搬はgp50とは無関係であるが、gp50変異株ウィルスが生き
た動物においてかなりの程度まで複製するとは考えられなかった。ウィルスの毒
性は通常、主要感染部位での複製、その後に起こる他の体部分への子孫ピリオン
の伝搬、及び複数回の感染を介する高度の増殖の結果として生じる。gp50変
異株は主要感染部位で複製することができるだけであるため、我々はこれらの変
異株が非毒性であると予想した。また、これらの変異株が免疫原性であるかどう
かも疑わしかった。なぜなら、gp50がブタにおいて防護的免疫応答を誘発す
ることができる[1991 コ ;Riviere ら、 J、Virol、
66゜3424−3434 [1992] )が立証するように、gp50自体
は大きな免疫原性を有するからである。従ってgp50の不活性化は、gp50
及びgp50+gp63の変異株の免疫原特性を著しく低下させると思われた。
また、変異株ウィルスが中枢神経系に到達できるとも考えられなかった。なぜな
ら、そのためにはウィルスが感染組織から抹消神経に伝搬され、次いで中枢神経
系に輸送されなければならないからである。ウィルスのシカブス経由(tran
s−synaptic)輸送が感染性子孫ピリオンによるシナプス後部(pos
t−synaptic)ニューロンの再感染を伴うとすれば(Lyckeら、J
、Ge)、中枢神経系への変異体ウィルスの輸送はシナプスでブロックされ得る
。これは、ウィルスが中枢神経系に侵入するのを妨害し、従って脳におけるウィ
ルスの作用を阻止するであろうと思われる。
gp50変異体ウィルスが動物組織内で伝搬できるかどうかを調べるために、ブ
タ鼻粘膜の外植片におけるgp50変異株R122及びR332並びにgp50
+gp63変異株D560及びD1200の複製を免疫組織化学的に検査した。
また、該ウィルスがin vivoで複製され伝搬されるかどうかを調べるため
に、マウスの皮下又は腹腔内に接種して感染させた。その結果、総ての変異株が
ブタ鼻粘膜内で複製できることが判明した。
驚いたことに、gp50変異株及びgp50+gp63変異株は、腹腔内又は皮
下接種後にマウスにとって致死であることが判明した。株R122の毒性(感染
動物が死ぬまでの平均時間で表す)は、野生型株N I A−3と比べて僅かに
低下しているにすぎなかった。しかしながら株D560及びD1200の毒性は
それより遥かに低下していた。
これは、マウスに対する毒性にgp63が関与していることを意味する。感染動
物の検死の結果、該変異株は脳で複製できることが判明した。腹腔内感染した動
物の器官の免疫組織化学的検査では、ウィルスが抹消神経で優先的に複製される
ことが判明した。株R122を非相補細胞上で増殖させると、従ってgp50が
欠失していると、腹腔内経路では感染しなかった。この発見は、gp50が一次
感染に必要であることを意味する。表現型的相補PR,VgI■変異株(やはり
非感染性子孫を産生ずるが、非相補細胞系上でプラークを形成することはできな
い)がマウスに対して完全に無害であるという観察事実は、−次感染後は、ウィ
ルスの伝搬が成功するか否かが細胞−細胞伝搬に依存することを意味する。gp
50又はgp50+gp63変異株に感染させた動物のいずれからも感染性ウィ
ルスを単離できないという発見は、これらの変異株によって生きた動物内で産生
された子孫ピリオンが非感染性であることを立証するものである。
これらの結果を総合すると、gp50は一次感染には必要であるが、その後のウ
ィルスの複製及び伝搬には必要とされないことが明らかである。これは、直接的
細胞−細胞伝搬がin vivoでのウィルス伝搬の主なメカニズムであること
を意味する。これらの結果は更に、ウィルスのシナプス経由輸送がgp50には
依存せず、細胞外ピリオンによるシナプス後部ニューロンの新たな感染の結果生
じるものではないことを示している。gp50又はgp50+gp63変異株に
感染させたいずれの動物からも感染性ウィルスを単離できないという発見は、g
p50変異株によって生きた動物内で産生された子孫ピリオンが非感染性である
ことを意味する。従って、該変異株の複製は感染/予防接種動物に限定される。
gp50変異株をアウジェスキー病に対するワクチンのベースとして、又は異種
遺伝子の発現のための組換えキャリヤーウィルスとして使用すると、予防接種し
た動物内でのみ複製され、別の種を含む別の動物に伝搬しない極めて安全なワク
チンが形成される。
また、異種遺伝子をキャリヤーウィルス内のgp50遺伝子の位置に挿入すると
、野生型ウィルスでの組換えによって必ず非感染性組換え体が形成される。
gp50変異株R122を接種したブタは、毒性野生型株NIA−3を抗原投与
した後に、アウジエスキー病の臨床的徴候に対して完全に防護された。gp50
+gp63変異株D560及びD1200を接種したブタは、NIA−3を抗原
投与した後に短期間の発熱及び発育遅延を示したが、神経系の徴候は示さなかっ
た。これらの結果は、細胞−細胞伝搬によってのみ伝搬できるPRV変異株が依
然として大きな免疫原性を有することを意味する。これらの結果は更に、最も大
きい免疫原性を有するPRVタンパク質(既述)であるgp50の発現がアウジ
エスキー病に対するブタの効果的防護に必要とされないことを初めて明らかにし
た。この結果は予想外のものであった。
偽狂犬病ウィルス(アウジエスキー病)感染を防止又は抑制するための本発明の
ワクチンは、ウィルスエンベロープ中にgp50を有し且つ前述のような脱機能
性gp50遺伝子を有するPRVを活性成分として含む。該ワクチンは通常の成
分、例えば適当な担体、任意的な安定剤、アジュバント、可溶化剤、乳化剤等も
含む。該ワクチンの投与は、陵内、皮下、筋向、静脈内又は鼻腔内といったよう
な種々の方法で実施し得る。好ましいのは鼻腔的投与である。該ワクチンはまた
、多価ワクチンを製造するために、別の病気に関連した別の免疫原も含み得る。
PRV gp50変異株は、ウィルスベクターとして使用する場合は、gp50
遺伝子の突然変異以外に、好ましくはgp50遺伝子への挿入として、別の病原
体、例えばブタコレラ(ブタ熱)ウィルス、パーポウイルス、伝染性胃腸炎ウィ
ルス、ブタ流行性流産及び呼吸症候群(P EAR3もしくはブタミステリー病
(mystery 5w1ne diseaseS MSDSPRR3又は5I
R3)、ブタ呼吸コロナウィルス(PRCV) 、ブタ地方店性下痢ウィルス及
びインフルエンザウィルスのようなウィルス、Pa5teurella mul
tocida、Bord子情報を含む。病原体の核酸配列をPRVサブゲノムフ
ラグメントにクローニングし次いでこれらをPRVのゲノムに組込む方法は一般
的に知られている。具体例はVanZijlら、J、Virol、62.219
1−2195[1988] に記載されている。
PRV gp5o変異株は依然として細胞−細胞伝染により伝搬することができ
るが、単純ヘルペスウィルス1型(H3V−1)及びウシヘルペスウィルス1型
(BHV−1)の同種遺伝子における突然変異は、細胞−細胞伝染によって伝搬
できないウィルス変異株を発生させる(Ligas及びJohnson、J、V
irol、62.1486−1494 [1988] :Fehlerら、J、
Virol、66.831−839 [1992])、これは、PRVのgp5
0(7)機能、並びi、: HS V −1ノg D及びBHV−1のglVの
機能に相違が存在することを意味する。
組換えDNA技術を使用すれば、H6V−1、BHV−1及び他のヘルペスウィ
ルスを、PRV gp50変異株の場合と同様に、感染性子孫を発生させずに、
細胞−細胞伝染で伝搬できるように改変することが可能であり得る。その結果、
多くの動物及びヒトの病気の根絶及び抑制に使用し得る安全なヘルペスウィルス
(キャリヤー)ワクチンが多量に産生されることになる。
PRVゲノムの部分の物理地図。矢印は、リンカ−挿入突然変異誘発によって導
入した、プラスミドpN3HB及び対応するウィルス変異株R122、R332
、M2O3及びM2O3(Peetersら、J、Virol、66゜894−
905 [1992] ;de Windら、J、Virol、64.4691
−4696 [1990] )のgp50遺伝子及びgp63遺伝子遺伝米中ス
トップコドンの位置を示す。水平バーは変異株D560及びD1200における
欠失の位置及び範囲を示す。上方の線は、gp50を構成的に発現するG5細胞
内に存在するPRVのBstXI−StuIフラグメントを示す(Peeter
sら。
ブタコレラウィルスE1遺伝子をヒトサイトメロガルウィルスエンハンサ−/プ
ロモーターと共に含むプラスミドpEVh i s 13HCVE1゜該プラス
ミドは、異種遺伝子を含むPRV gp5o変異株の構築に使用される(実施例
6参照)。
第3図
欠失gp50遺伝子の部位でPRVゲノムの一部分に、ブタコレラウィルスE1
遺伝子とヒトサイトメロガルウィルスエンハンサ−/プロモーターとを含むプラ
スミドpBP53E1゜該プラスミドは、異種遺伝子を含むPRVgp50変異
株の構築に使用される(実施例6参照)。
実施例I
PRV株NIA−3のgp50遺伝子のクローニング及びgp50を発現する細
胞系の構築
組換えDNA方法は総て標準的技術によって実施した(Maniatisら、M
o1ecular cloning:a 1aboratory manual
、Co1d Spring Harbor LaboratoryPress、
Co1d Spring Harbor。
New York[1982])、プラスミドpEVhis14は、EcoRI
−BamHIフラグメントをヒトサイトメガロウィルス(hCMV)の初期(i
mmediate early)エンハンサ−/プロモーターを含むフラグメン
ト(Bernardら、EMBOJ、旦、133−138 [1987] ’I
で置換し、次いで三つの読取り枠縁ての中のストップコドンとポリアデニル化部
位とを含む合成オリゴヌクレオチドで置換することにより、pSV2h i s
(Ha r tman及びMu I I igan、Pr。
c、Natl、Acad、Sci、USA 85.8047−8051 [19
88] )から誘導した。プラスミドpEVhislOは、hCMVエンハンサ
−/プロモーターを含むBamHIフラグメントの欠失によりpEVh i s
14から誘導した。PRVのgp50遺伝子を、Bs tXl−3tuIフラグ
メント(gp50プロモーターを欠()として、pEVhis14内のhCMV
プロモーターの下流に位置するEcoRV部位にクローニングし、プラスミドp
EVh i s 14gp50を得た。重複サブゲノムPRVフラグメントを含
むコスミドC179、C27及びC443、並びにpBR322誘導体のHin
dllI部位のPRVのHindllI−Bフラグメントを含むプラスミドpN
3HBの構築及び特徴解明は、文献に記述されている(van Zijlら、J
、Virol、65.2761−2765 [1988] )。pN3HBのg
p50遺伝子内の二つの異なる位置のリンカ−挿入(挿入体R1及び322)よ
るgpso発現の不活性化は、文献に記述されている( d e W i n
dら、J、Virol、64.4691−4696 [1990] )。
5K−6細胞を電気穿孔法によりプラスミドpEVhis14gp50でトラン
スフェクションした。5K−6細胞をトリプシン化によって回収し、リン酸塩緩
衝塩水(PBS)で室温で一度洗浄し、2X10’細胞/mlで水冷PBSに再
懸濁させた。10μgのプラスミドpEVhiS14gp50を滅菌使い捨て電
気穿孔キュベツト(内部電極距離0.4cm;BioRad Laborato
ries)内の0°Cに維持したQ、5mlの細胞に加え、B1oRad Ge
nePulserを用いて25μFのキャパシタンス設定で100OVの放電を
行った。細胞を0℃で15分間静置し、50m1の培地を入れた75cm2フラ
スコに移し、−晩インキユベートした。次いで、トランスフェクションした細胞
をトリプシン化し、2.5mMヒスチジノール含有培地中で、幾つかの希釈率で
、100mmペトリ皿に再ブレーティングした。培地はコロニーが明らかに見え
るようになるまで(7〜10日間)3〜4日毎に交換した。個々のコロニーを採
取し、微量滴定培養皿で増殖させた。gp50の発現をイムノペルオキシダーゼ
単層アッセイと、モノクローナル抗体05ON2を用いる放射線免疫沈降(ra
dioimmunoprecipitation)とによって調べ、放射線免疫
沈降で測定して多量のgp50を発現した細胞系をG5と命名した(Peete
rsら、J、Virol、66.894−905[1992])。
実施例2
変異体ウィルスの構築
重複野生型PRV配列を含む三つのコスミド(van[1988]に記載のc−
179、C−27及びC−443)と、それぞれgp50遺伝子内のヌクレオチ
ド位置366−367の間及び996−997の間(第1図)に突然変異誘発オ
リゴヌクレオチド5’ −TAGGCTAGAATTCTAGCCTA−3°
(配列番号1)を含むpN3HB誘導体RIもしくは322のHindTII−
Bフラグメント(d e W i n dら、J、Virol、64゜4691
−4696 [1990] )とを用いて、G5細胞内でのオーバーラツプ組換
えにより、変異体ウィルスR12及びR332を構築した。ウィルスDNAフラ
グメントはEcoRI消化(コスミド)又はHindl I I消化(クローン
RI及び322)によってプラスミドから放出され、ベクター配列からはそれ以
上分離されなかった。BioRad GenePulser及びCapacit
ance Extenderをそれぞれ250v及び960μFの設定で使用し
て、電気穿孔法によりトランスフェクションを実施した(既述)。細胞を6ウエ
ルプレートに接種し、37℃で3時間インキュベートした後、培地を2%ウシ胎
児血清、1%メチルセルロースを含むイーグル最少必須培地に替えて6、プラー
クが現れるまで(2〜3日間)37℃でインキュベートした。
株D560を得るために、プラスミド149のBgllI−EcoRIフラグメ
ント(gp63遺伝子のヌクレオチド352−353の間に突然変異誘発オリゴ
ヌクレオチドを含むpN3HB誘導体(deWindら、J、Viro 1.6
4.4691−4696 [1990] ;番号付けはPetrovskisら
、J、Virol、且、185−193 [1986]の第5図に従う))を、
プラスミド322のBgl I I−EcoRIフラグメントで置換した(第1
図参照)。その結果得られた、gp50遺伝子の位置996とgp63遺伝子の
位置353との間のヌクレオチド配列が配列TAGGCTAGAATTCTAG
CCTA (配列番号1:突然変異誘発オリゴヌクレオチドの配列)で置換され
ているプラスミドを重複野生型フラグメントと一緒に用いて、前述のように、G
5細胞内でのオーバーラツプ組換えによりウィルスを再生させた。
株D1200を得るために、プラスミド149を制限酵素Bgl I I及びE
coRIで消化し、その結果得られたより大きいフラグメントを大腸菌DNAポ
リメラーゼIのフレノウフラグメントで処理して平滑末端を形成し、次いで自己
連結させた。その結果得られた、gp50遺伝子の位置336とgp63の位置
353との間のヌクレオチド配列が配列AATTCTAGCCTA (配列番号
2;即ち突然変異誘発オリゴヌクレオチドのレムナンド)で置換されているプラ
スミドを重複野生型フラグメントと一緒に用いて、前述のように65細胞内での
オーバーラツプ組換えによりウィルスを再生させた。
実施例3
ブタ鼻粘膜の外植片におけるgp50及びgp50+gp63変異株の複製
これらの変異株が動物組織内でも伝搬できるかどうかを確認するために、我々は
ブタ鼻粘膜の外植片を使用した。
これらの外植片は上皮細胞と基質線維芽細胞との天然の組合わせを提供するもの
であり、このような外植片の感染は鼻粘膜のin vivo感染に極めて類似し
ていることが判明している(Polら、Res、Vet、Sci、50゜45−
53 [1991] ) 。外植片ニハ、野生型PRv株NIA−3、gp50
リンカ−挿入変異株R122及びR332、並びにgp50+gp63欠失変異
株D1200及びD560を感染させた。
感染から24時間後にウサギ抗PRY血清(Polら。
Res、Vet、Sci、50.45−53 [1991] )を用いて感染粘
膜外植片の免疫組織化学検査を行ったところ、野生型ウィルスNIA−3は上皮
細胞の広い領域に伝搬することが判明した。gp50変異株R122及びR33
2並びにgp50+gp63変異株D1200及びD560についても類似の結
果が得られた。感染から24時間後には、ウィルスの複製がほぼ全面的に上皮細
胞に限定されていた。しかしながら総ての株は、より長いインキュベーション時
間後に、下の線維芽細胞に感染することができた。ウサギ抗PRV血清とモノク
ローナル抗体(G5ON2、gp50に対して特異的)とを用いた免疫付染法で
は、gp50がgp50+gp63変異株又はgp50変異株によって発現され
ないことが確認された。これらの観察事項は、gp50がブタ鼻粘膜におけるウ
ィルスの伝搬にとって必須ではないことを意味する。
実施例4
マウスにおけるgp50及びgp50+gp63変異株の毒性
a、 gp50+gp63ヌル変異株はマウスにとって致命的である。
gp50変異株が組織外植片中で複製され伝搬できるという観察事実は、これら
の変異株が生きた動物においても複製され伝搬できることを示唆するものである
。検査動物としてマウスを選択した理由は、マウスがヘルペスウィルスに極めて
敏感であり、毒性及びニューロン伝搬を研究するためのモデル系として広く使用
されてきたからである(F r a s e r及びRamachandran
、J、C。
272−288 [1973] :Field及びHill。
J、Gen、Virol、23.145−1.57 [1974] ;Fiel
d及びHi l I、J、Gen、Vi rol。
23、J、Gen、Virol 26.145 148[1975] ;Kr1
stensonら、Brain R112[1983] )。最初の実験では、
リンカ−挿入変異株R122又はR332の代わりにgp50+gp63欠失変
異株D560及びD1200を使用して、接種材料中の野生型復帰突然変異体の
存在を排除した。この種の復帰突然変異体は、相補細胞系及びウィルスゲノム中
に存在するウィルス配列の相同的組換えによってリンカ−挿入変異株のストック
中で発生し得る(Caiら、J、Vir。
1.62.2596−2604 [1988] :Peetersら、J、Vi
rol、66.894 905 [1992] HPeetersら、J、Vi
rol、66.3388−3892 [1992コ)。株D560及びD120
0のgp50+gp63欠失の3′側の配列は相補G5細胞内に同種相対物(h
omologous counterpart)をもたないため(第1図)、相
補G5細胞におけるこれらの変異体の複製中に野生型復帰突然変異体が発生する
ことは不可能である。
適齢6〜8の5匹のメスB A L B / c 7ウス(CharIes R
iver、5uldzfeld、FRG)の首に、株NIA−3、D560、D
1200及びgp63変異株M105のプラーク形成単位105を皮下接種して
感染させた。株N I A−3を接種したマウスはアランニスキー病の重大な徴
候、例えば後脚で激しく掻く動作、[顔を洗う」動作、及び麻痺を示し、感染後
約70時間で死亡した。株M105を感染させた動物はひどい掻痒症を示さなか
ったが、背中を丸めて離れて座り、呼吸速度が速(なった。これらの動物は感染
後約90時間で死亡した。株D560又はD1200を感染させた動物は、株M
105に感染した動物と類似の症状を示した。これらの動物は感情を表さな(な
り、瀕死状態に入る前に麻痺徴候を示した。瀕死状態は時には42時間まで続き
、動物は感染後約130〜140時間で死亡した(表1、実験1)。これらの結
果は、gp50+gp63ヌル変異株が依然としてマウスにとって致命的である
ことを示している。しかしながらこれらの株の毒性は、野生型ウィルス又はg
p、、 63変異体ウィルスと比べると大幅に低下している。
b、 gp50+gp63ヌル変異体は中枢神経系に到達し、そこで複製するこ
とができる。
神経障害の症状は、株NIA、3に感染したマウスよりもgp63又はgp50
+gp63変異株に感染したマウスの方が遥かに弱いため、感染動物の脳をウィ
ルスの存在について免疫組織化学的に調べた。感染マウスの脳及び器官の冷却断
片(cryostat 5ection))を固定し、既述のように免疫組織化
学について分析した(Po1. ら、Microb、Path、7,361−3
71[1989])。gp50に対するモノクローナル抗体を一次抗体として使
用した時は、ペルオキシダーゼ結合ヤギ抗マウス免疫グロブリンG抗体を二次イ
ンキュベーションで使用した(Peetersら、J、Virol、66゜89
4−905 [1992] )。
驚いたことに、我々は、D1200及びD560に感染したマウスの脳の断片に
は多数の感染ニューロンが存在し、N I A−3又はM2O3に感染したマウ
スの脳の断片には感染ニューロンが少数しか存在しないことを発見した。D12
00及びD560に感染した動物の脳に存在するウィルスは、ウサギ抗PRV血
清を用いる免疫分集法(Polら、Res、Vet、Sci、50.45−53
[1991])で調べたところ、gp50を発現していなかった。
ウィルスを脳から単離し、5K−6細胞上で滴定した時は、感染性ウィルスがN
IA−3又はM2O3に感染した動物からは容易に回収されたが、D560又は
D1200に感染した動物からは回収されなかった(表1、実験1)。これらの
結果は、感染性子孫を産生できないgp50+gp63ヌル変異株が依然として
中枢神経系に到達し、そこで複製できることを示すものである。
c、 gp50ヌル変異株は毒性が大きい。
gp63はウィルスの増殖にとって必須ではないが(Petrovskisら、
J、Virol、60.1166−1169 [1986] )、gp50+g
p63変異株によって相補G5細胞及び非相補5K−6細胞上に形成されたプラ
ークは、gp50突然変異体によって形成されたプラークよりかなり小さかった
。また、gp63はブタにおける毒性に関与していることが判明した(kimm
anら。
J、Gen、Virol、73,243−251 [1992])。これらの発
見は、gp50変異株がgpso+gp63変異株より大きい毒性を有すること
を示唆するが、我々はマウスにおけるgp50の毒性も調べたいと思った。
しかしながら、gp50変異株をマウスの感染に使用するためには、接種材料が
野生型復帰突然変異体(既述)を含んでいないことを絶対的に確信しなければな
らなかった。
G5細胞上にR122によって形成された単一プラークを5K−6細胞に感染さ
せることによって、野生型復帰突然変異体を実質的に、含んでいない表現量的相
補R122ウィルスのバッチを製造した。ウィルスDNAを感染5K−6細胞か
ら単離し、G5細胞の単層(PRVに関するブレーティング効果が著しく低下し
ているHPeetersら。
J、Virol、 66、894−905 [1992コ ) のトランスフェ
クションに使用した。トランスフェクション細胞から、5K−6細胞上での滴定
で測定して2.lXl07のプラーク形成単位(pfu)/mlを含むウィルス
バッチを製造した。このバッチを、該ウィルスが表現型的相補であることを示す
ために、R122“と命名した。5K−6細胞に200μI (4,2X10’
pf u)の非希釈R122”ストックを感染させることにより、gp50を欠
くウィルスバッチを製造した。得られたウィルスバッチは、非相補細胞から誘導
したことを示すためにR122−と命名した。該バッチは150pfu/mlを
含んでいた。しかしながら、我々がgp50に対するモノクローナル抗体(Pe
etersら、J、Virol、66.894−905 [1992] )を用
いてイムノペルオキシダーゼ染色を実施した時は、これらのプラークはgp50
陰性であることが判明した。この発見は、ウィルスストックが野生型ウィルスは
含んでいないが感染性ウィルス粒子は依然として含んでいることを示すものであ
った。これらの粒子が、R122−バッチの製造に使用した接種材料(R122
′″)に由来している可能性はある。あるいは子孫ピリオンが、感染性R122
+ピリオンにより5K−6細胞の血漿メンプラン中にデポジットされたgp50
を再度取り込む能力を有し得る。また、gp5oを欠くピリオンがエンドサイト
−シスによって取込まれ(Campade 11i−F i umeら、J、V
irol、62,159−167 [1988] ) 、時折分解を免れ、その
結果産生的感染(productive 1nfection)が生じるという
可能性もある。R122”″及びR1222ストツクの物理的力価を、ラテック
スビーズ(直径91nm;5erva)を内部標準として用いて、電子顕微鏡検
査で測定した。
R122”の毒性の検査に加えて、我々は種々のウィルスの毒性が感染経路に依
存するかどうかをも調べた。マウス5匹のグループに10’pfuの株NIA−
3、MIO5、R122″″及びD1200を皮下注射又は腹腔内注射によって
接種した。株R122“に感染したマウスは、NIA−3感染動物に見られる徴
候(既述)と類似のアウジェスキー病徴候を示した。N I A−3を皮下接種
した動物では、最初の症状が感染から約34〜40時間後に現れ、R122+を
皮下接種した動物では感染の約42時間後に現れた。動物はそれぞれ感染後約5
6時間及び68時間で死亡した(表1、実験2)。これらの結果は、gp50変
異株R122+がマウスに対しては依然として極めて毒性であり、その毒性がg
p50+gp63変異株D1200又はgp63変異株M105より遥かに強い
ことを示すものであった。株NIA−3、R122”及びM2O3を腹腔的注射
した時は、死亡までの平均時間が皮下注射の場合よりも約10〜13時間長くな
った。株D1200の場合は、腹腔内注射後の死亡までの平均時間が皮下注射後
と比べて約25時間短縮された(表1、実験2)。検査した総ての株について、
症状及び臨床的徴候は感染経路と無関係であった。即ち、感染の時間経過に相違
はあるが、どちらの接種経路も致死的感染を起こす。実験2で使用した総ての動
物の脳の断片で、免疫組織化学によりウィルスが検出された(表1)。この場合
も、ウィルスの複製はN I A−3、R122′″又はM2O3に感染した動
物よりもD1200に感染した動物の脳での方が遥かに進んでいた。
d、 感染器官の末梢神経における優先的ウィルス複製器官の断片をウィルス抗
原の存在について免疫組織化学的に検査した時には、腹腔内感染した動物だけか
らウィルス抗原が検出された。ウィルスは肝臓、膵臓、腎臓、腸及び副腎で検出
されたが肺では検出されなかった。器官のウィルス感染はほぼ完全に神経繊維に
限定されていた。この発見は、神経組織がPRVの感染及び複製の優先的部位で
あることを意味し、既に明らかにされているように(C。
Ok及び5tevens、Infect、Immun、7゜272−288 [
1973] :Field及びH41l。
J、Gen、Virol、23.145−157 [1974] ;Field
及びHill、J、gen、Virol。
26.145−148 [1975] :McCrackenら、J、Gen、
Virol、20.17−28 [1973コ ;5track及びLowey
、J、Neurosci、10.2139−2147 [1990] ;Car
dら。
J、Neurosci、10.1974−1994 [1990])、ウィルス
が逆行的(re t raograde)軸索輸送により器官から中枢神経系に
輸送されることを示唆するものである。gp50ヌル変異体が中枢神経系に効率
的に輸送されるという観察事実は、ニューロン輸送がgp50の存在に依存しな
いことを意味する。
感染性ウィルスは、株NIA−3及びM2O3を腹腔内感染させた動物の器官抽
出物から回収された。予想した通り、R122“又はD1200感染動物からは
感染性ウィルスは回収されなかった。これも、これらのウィルスの子孫が非感染
性であることを意味する。驚いたことに、株NIA−3を皮下感染させた5匹の
動物のうちの3匹が、器官抽出物の滴定後に感染性ウィルスを発生させた(表1
、実験2)。これは、ウィルスが中枢神経系からこれらの器官への前方(ant
erograde)移動によって輸送されることを意味し得る。株M105を皮
下感染させたマウスの器官に感染性ウィルスが存在しないという事実はおそらく
、該ウィルスの輸送が遅延したことを意味する。
e、 gp50はin vivoの一次感染に必要とされる。
我々が得たin vitro結果、即ちgp50が侵入には必要であるが細胞−
細胞伝染には必要とされないことを示す結果は(Peetersら、J、Vir
ol、66゜894−905 [1992] ) 、in vivo感染につい
ても同じことが言えることを示唆するものであった。gp50がin vivo
での侵入にとって必須ではないという可能性は極めて疑わしいものであるが、我
々は、この場合もgp50が一次感染に必要であることを正式に立証しなければ
ならなかった。gp50の関与を調べるために、非相補5K−6細胞上で増殖さ
せた、従ってgp50を欠<R122のバッチ(R122−1既述)を使用した
。10’pfuのR122”は3.3X10’の物理的粒子に対応するため、我
々は同数のR122−粒子を用いてマウスの接種を行った。予想した通り、R1
22+を腹腔的注射又は皮下注射したマウスは総て死亡した(表1、実験3)。
しかしながら、R122−を感染させたマウスは、腹腔的感染後は総て生き残り
、皮下感染後は5匹の動物のうち1匹が死亡した。これらの結果は、動物の感染
が成功するためには、ウィルスのエンベロープ中にgp50が存在していなけれ
ばならないことを示すものであった。
R122−での感染後に死亡した動物を調べたところ、ウィルスが脳に存在して
いた。これは、接種材料中に感染性ウィルスが依然として存在していたことを意
味する。接種材料を非相補5K−6細胞上で2回滴定した結果、それぞれ9個及
び16個のプラークが観察された。免疫組織化学による検査では、これらのプラ
ークはgp50変異株によって産生されたものであった。これらの感染性ピリオ
ンの由来源として考えられるものは前述の通りである。腹腔内感染後のPRY株
NIA−3のしD5oは約7Qpfuであるため、R122−接種材料中に存在
する感染性ウィルス粒子が死亡した1匹の動物の致死的感染に関与している可能
性はある。
f、 感染性子孫を産生ずることができず、細胞−細胞伝染によって伝搬するこ
とができないウィルスは、マウスにとって無毒である。
我々は先に、非相補細胞系内でのPRYのgII又はgHヌル変異体の複製が、
gp50ヌル変異株と同様に、非感染性子孫ピリオンを産生させることを立証し
た(Peetersら、J、Virol、66.894−905 [1992コ
;Peeters ら、 J、 Virol、 66、3388−3892
[1992] )。しかしながら、gp50変異株と異なり、glI及びgH変
異株は非相補細胞上でプラークを形成することができない。この発見は、gII
及びgHがウィルスの細胞−細胞伝染に必要であることを意味する。細胞−細胞
伝染がin vivoのウィルス伝搬の成功のために前もって必要とされるかど
うかを確認するために、我々は表現型的相補PRV gIIヌル変異株B145
(Peetersら、J、Virol、66゜894−905 [1992コ
)をマウスに感染させた。マウスに10’pfuのB145ウイルスを腹腔内注
射又は皮下注射した時は、いずれの動物もアウジエスキー病の徴候を示さなかっ
た(表1、実験3)。この結果は、感染性子孫を産生ずることができず、細胞−
細胞伝染によって伝搬することができないウィルスは、マウスにとって無毒であ
ることを意味する。
実施例5
ブタにおけるgp50変異株及びgp50+gp63変異株の毒性及び免疫原性
変異株の毒性及び免疫原性を調べるために、株R1223、D560及びD12
00をブタに接種した。野生型株M2O9及びgp63変異株M102(第1図
)(Kimmanら、J、Gen、Virol、73.243−251 [19
92] )を対照として使用した。免疫感作に次いで、毒性PRY株NIA−3
を抗原投与した。
適齢4〜6のブタ5匹(Central Veterinary 1nstit
uteの特定の無病原体群に由来するオランダ・ランドレース・ブタ)のグルー
プに、0゜5mlのウィルス懸濁液を吸い込み時に各鼻孔にゆっくり投与するこ
とによって、10spfuのウィルスを鼻腔内感染させた。接種から4週間後、
ブタに10’pfuの毒性PRY株NIA−3を鼻孔から抗原投与した。臨床的
徴候についてブタを一日2回観察し、直腸温度を毎日測定した。動物の体重を一
週間に3回測定した。各ブタ毎に、発育停止、発熱び神経系症状の日数を測定し
た。発育停止期間は、抗原投与を行った日の動物の体重を取り戻すのに必要な日
数であると定義した。発熱は、40℃を超える直腸温度であると定義した。神経
系症状は、痒み、運動失調、麻痺、ふるえ及び痙牽であると定義した。
野生型株M2O9を感染させたブタは、アウジェスキー病の典型的症状、例えば
発熱、食欲減退、発育遅延、並びに運動失調及び麻痺のような神経系症状を示し
た(表2)。
変異株R122’及びM2O3は、短期間の発熱及び発育遅延を生起させたが、
神経系症状は生起させなかった。変異株D560及びD1200は神経系症状を
全く生起させず、発熱又は発育遅延も生起させなかった。これらの結果は、gp
50+gp63変異株D560及びD1200がブタにとって完全に無毒であり
、gp50変異株R122“及びgp63変異株M102が野生型PRVより遥
かに低い毒性を示すことを意味する。
株R122”及びM2O3を接種したブタは、NIA−3での抗原投与後に発熱
又は発育遅延を起こさず、臨床的徴候も示さなかった(表3)。株D560及び
D1200を接種したブタは短期間の発熱及び発育遅延を起こしたが、数日間倦
怠を示し2匹が嘔吐したものの、神経系症状は示さなかった。予防接種していな
い対照グループのブタは重いアウジェスキー病症状を示し、発熱及び発育遅延の
期間が比較的長かった。2匹のブタが死亡した(表3)。これらの結果は、gp
50変異株R122+及びgp63変異株M102を接種したブタがアウジエス
キー病の臨床的徴候に対して完全に防護され、gp50+gp63変異株D56
0及びD1200を接種したブタがアウジエスキー病の臨床的症状に対しである
程度防護されていることを意味する。
表23種々のPRV株によるブタの免疫感作$免疫化 発熱゛ 発育遅延° 臨
床的徴候に209 (n富3) 5−3 ◆/−0,68,3”/−7−3*+
M102 (n−11)’ 2.’l *7−1.5 2.’l +/−2,2
R122° (n−513,8”/−1,60,8+/−1,80560(n−
5) OQ
D1200 (n−5) OO
$ 実験中に死亡したブタはいない。
* 平均日数(+/−標準偏差)を表す。
# 1匹のブタが死亡。その原因はおそらく採血後の外傷にある。
+十 運動失調、痙看及び麻痺のような神経系症状を表す。
表3.NIA−3抗原投与後の免疫感作したブタの防護免疫化 死亡 発熱°
発育遅延°臨床的徴候−−(n−6126,8◆/−0,510,3”/’7.
1 ”◆M102 (n−1t) OO0
R122’ (n−51000
D560 fn”51 ’ 0 2.6.7−1.3 1.6.7−6.5 *
/−D1200 (n璽51 0 3.6◆/−1,11,4+/−3,1+/
−*は平均日数(+/−標準偏差)を表す。
十+は運動失調、痙牽及び麻痺のような神経系症状を表す。
十/−は倦怠(時には嘔吐、本文参照)を表す。
これらの実施例は、PRVのg−p50が該ウィルスの感染性(侵入)にとって
必須であるが、細胞−細胞伝染には不要であることを示している。表現型相補g
p50変異株及びgp50+gp63変異株は、感染動物内で複製し伝搬するこ
とができる。しかしながら、感染細胞から放出された子孫ウィルスは非感染性で
あり、従って感染動物は感染性ウィルスを放つことはできない。この特性は、P
Rvの広い宿主範囲及び多量の外来DNAを収容する能力と協働して、PRV
gp50変異株を、アウジエスキー病及び他の動物疾病に対する安全な(キャリ
ヤー)ワクチンの製造に適した理想的な株とする。
実施例6
ブタコレラウィルスのエンベロープ糖タンパク質E1を発現するgp50欠失変
異株の構築
gp50欠失変異株を異種遺伝子の発現のためのベクターウィルスとして使用で
きるかどうかを調べるために、PRV株NIA−3のgp50遺伝子を、hCM
Vプロモーターの転写制御下のブタコレラウィルス(HChV=一般的なブタ熱
)のE1遺伝子を含むDNAフラグメントで置換した。
PRVのUs領領域由来する5cal−DraIフラグメント(gX遺伝子の位
置317−322の5cal部位、伝子の間の位置1181−1186のDra
I部位、ヌクレオチド配列番号付はPetrovskisら、J、Viro 1
.60,185−193 [1986]に従う)を、プラスミドpUc19M
(C1ontech)の平滑化Mde1部位にクローニングした。部位特異的i
n vitro突然変異誘発により(Transformer kit、C1o
ntech)、非反復制限酵素認識部位をgp50遺伝子のすぐ前とgp50遺
伝子のすぐ後ろとに形成した。突然変異誘発プライマー5’ −AGGTTCC
CATACACTAGTCCGCCAGCGCCATGC−3゛ (配列番号3
)及び5’ −CCCGGTCCGTAGCCTAGGCAGTACCGGCG
TCG−3’ (配列番号4)を用いて、制限酵素Spe I認識配列(ACT
AGT)及びAvrlI認識配列(OCTAGG)をそれぞれ位置−17〜−1
2及び1210〜1215に形成した(gp50遺伝子のヌクレオチド配列番号
付はPe t r。
vskisら、J、Virol、59.216 223[1986]に従う)o
gp50遺伝子をSpe I及びAvrIIでのプラスミドDNAの消化によ
って欠失させ、制限酵素EcoRISEcoRV及びHindIII認識配列を
含む合成5peI−AvrII DNAフラグメントで置換した(談合成りNA
フラグメントは、等モル量の二つの一本鎖オリゴヌクレオチドを配列5’ −C
TAGTGAATTCGATATCAAGCTTC−3° (配列番号5)及び
5°−CTAGGAAGCTTGATATCGAATTCA−3’ (配列番号
6)でアニーリングすることにより得た)。次いで、gp50欠失を含むNco
l−Pstlフラグメント(gX遺伝子の位置883−888のNcoI部位、
ヌクレオチド配列番号付はReaら、J。
Vi ro 1.54.21−29 [1985]に従う;gp63遺伝子の位
置439−444のPstI部位、ヌクレオチド配列番号付はPetrovsk
isら、J、Viro 1.60,185−193 [1986]に従う)を、
NcoI及びPstlで消化したプラスミドpGEM5Zf(+)(Parom
ega)にクローニングした。得られたプラスミドをpBP53と命名した。
HChVのE1遺伝子は、HChV株Brescia(Moormannら、V
irolOgV 上Lユ、184−198’[1990コ)のcDNAクローン
から誘導した。該遺伝子をDs a I−EcoRVフラグメント(大腸菌DN
AポリメラーゼIのフレノウフラグメントを充填したDsaI部位;Moorm
annら、Viroloy177.184−198 [1990コのヌクレオチ
ド配列番号付でヌクレオチド2337−3804)として、プラスミドpEVh
is13のEcoRI部位(大腸菌DNAポリメラーゼ■のフレノウフラグメン
トを充填)とEc。
RV部位との間にクローニングした。プラスミドpEVh1S13は、ATG開
始コドンの前のhCMVプロモーターと、複数の非反復制限部位と、三つの読取
り枠縁ての中の翻訳ストップコドン(peetersら、J、Vir。
1.66.894−905 [1992] ;実施例1も参照)とを含むプラス
ミドpSV2h i s (Ha r tman及びMul l igan、P
roc、Nat 1. Acad、Sci、USA、85.8047−8051
[1988])の誘導体である。得られたプラスミドは、E1遺伝子がpEV
his13のストップコドンとインフレーム融合されている。このプラスミドを
pEVh i s 13HCVE 1と命名シタ(第2図)。ブラスミFpEV
h i s 13HCVE1をHpaI及びPstIで消化した後、hCMVプ
ロモーターとE1遺伝子と翻訳ストップコドンとを含むフラグメントを単離した
。HpaI−PstIフラグメントをT4 DNAポリメラーゼで処理して平滑
末端を形成し、次いでpBP53のEcoRV部位にクローニングした。該フラ
グメントが遺伝子E1の転写方向がpBP53のgX及びgp63遺伝子のそれ
と類似するような方位で挿入されているプラスミドを単離し、pBP53E1と
命名した(第3図)。
E1遺伝子が正確にクローニングされたかどうかを調べるために、Elの過渡的
(transient)発現を65細胞内で検査した。リポフエクチン(GIB
COBRL)を用いて、細胞をプラスミドpBP53E1又はpEVh i s
13HCVE 1でトランスフェクションした。28後、単層を固定し、El
の発現を、HChVの糖タンパク質E1に特異的な西洋ワサビペルオキシダーゼ
結合モノクローナル抗体3及び4を用いる免疫染色によって調べた(Wensv
oort、J、Gen、Virol、70゜2685−2867 [1989コ
)。pBP53E1でトランスフェクションした細胞によるElの発現は明らか
に目に見え、染色1;jpEVh i s 13HCVE1でトランスフェクシ
ョンした細胞の場合よりも強かった。これらの結果は、ElがpBP53E1の
コンチクストで、即ちPR■配列に囲まれている場合に、効果的に発現されるこ
とを示すものであった。
プラスミドpBP53E1をPvuII及びPstlで消化し、リボフエクチン
を用いてG5細胞内で、PRV株NIA−3のウィルスDNAと一緒に同時トラ
ンスフェクションした。2日後、プラークが明白に見えるようになった時点で単
層を固定し、過渡的発現アッセイについて前述したように免疫染色した。染色プ
ラークの存在は、E1遺伝子が相同的組換えによってウィルスゲノムにトランス
ファーされており、E1遺伝子が組換えウィルスによって発現されていることを
意味した。組換えウィルスを単離するために、トランスフェクション実験を繰り
返し、400個の個々のプラークを単離した。Elを発現した組換え体を同定す
るために、単離体の一部を、5K−6細胞が入っている微量滴定プレートにトラ
ンスファーした。2日間のインキュベーション後にプラークが目に見えるように
なった。
感染単層を固定し、免疫染色によってElの発現を調べた。
最終的に、Elを発現した組換えウィルスは、5K−6細胞上で染色プラークを
形成した元の単離体から精製したプラークであった。
HChVのElを発現するPRVの組換えワクチン株は、HChVでの抗原接種
後に、ブタを一般的ブタ熱から防護することが判明した(van Zijlら、
J、Vir。
1.65.2761−2765 [19911)。これらの発見に基づいて、前
述の非伝染性E1発現gp50欠失変異株は、ブタの体内で、一般的ブタ熱に対
する防護的免疫応答を誘起することもできよう。
配列番号=1
配列の長さ=20塩基
配列の型:ヌクレオチド
鎖の数ニー重鎖
起源:合成
配列番号:2
配列の長さ=12塩基
配列の型:ヌクレオチド
鎖の数ニー重鎖
起源:合成
配列番号;1の部分
配列
AATTCTAGCCTA 12
配列番号:3
配列の長さ:33
配列の型:ヌクレオチド
鎖の数ニー重鎖
起源:合成
配列
AGGTTCCCATACACTAGTCCGCCAGCGCCATGC33配
列番号=4
配列の長さ=32
配列の型:ヌクレオチド
鎖の数ニー重鎖
起源二合成
配列
CCCGGTCCGTAGCCTAGGCAGTACCGGCGTCG 32配
列番号:5
配列の長さ=24
配列の型:ヌクレオチド
鎖の数ニー重鎖
起源二合成
配列
CTAGTGAATTCGATATC^^GCTTC24配列番号:6
配列の長さ:24
配列の型:ヌクレオチド
鎖の数ニー重鎖
起源二合成
配列
CTAGGAAGCTTGATATCGAATTCA 24七(
、、、PCT/ML93100146
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E、SN。
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RU。
SD、SE、SK、UA、US、VN
(72)発明者 ヒールケンス、アルノルド・レオナルト・ヨセフ
オランダ国、エヌ・エル−8242・セー・エル・レリスタツド、ブーイニル・
04−76(72)発明者 モールマン、ロベルトウス・ヤコブス・マリア
オランダ国、エヌ・エル−8252・ニー・バー・ドロンテン、デ・チルハング
・12
Claims (9)
- 1.ヒト及び動物の疾病に対するワクチンを製造するための、ウイルス誘導細胞 −細胞伝染によってのみ伝搬することができ且つ非感染性子孫ビリオンを産生す るヘルペスウイルス変異株の使用。
- 2.動物の疾病に対するワクチンを製造するための偽狂犬病ウイルスgp50変 異株の使用。
- 3.アウジェスキ−病に対するワクチンを製造するための請求項2に記載の使用 。
- 4.別の病原体に由来する抗原又は抗原の一部分をコードするヌクレオチド配列 を前記変異株に導入することによりヒト又は動物の疾病に対するベクターワクチ ンを製造するための請求項1に記載の使用。
- 5.別の病原体に由来する抗原又は抗原の一部分をコードする少なくとも一つの 遺伝子を前記変異株に導入することによりアウジェスキ−病以外の動物の疾病に 対するベクターワクチンを製造するための請求項2に記載の使用。
- 6.糖タンパク質gp50を含みgp50遺伝子中に突然変異を有する偽狂犬病 ウイルスを含む、動物の疾病を予防及び/又は抑制するためのワクチン。
- 7.突然変異が欠失である、アウジェスキ−病を予防及び/又は抑制するための 請求項6に記載のワクチン。
- 8.少なくとも一種類の動物疾病を予防及び/又は抑制するためのワクチンであ って、突然変異が、前記動物疾病に対応する抗原をコードする異種遺伝子を含む 挿入である請求項6に記載のワクチン。
- 9.偽狂犬病ウイルスが更に一つ以上の突然変異を別の遺伝子の一つ、例えばg p63遺伝子又はgI遺伝子中に有する請求項6から8のいずれか一項に記載の ワクチン。
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