JPS61502093A - バクテリア菌株 - Google Patents

バクテリア菌株

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JPS61502093A
JPS61502093A JP50066885A JP50066885A JPS61502093A JP S61502093 A JPS61502093 A JP S61502093A JP 50066885 A JP50066885 A JP 50066885A JP 50066885 A JP50066885 A JP 50066885A JP S61502093 A JPS61502093 A JP S61502093A
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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】 でノjソし乙1抹 弦−」シ」辷−」 本発明は遺伝子工学技法によって得られる有用なバクテリアの菌株に関する。
少くとも最も広い意味で本発明が関連をもっと云い得る問題は腸内の病源体の主 なカテゴリイに対して有効な免疫を施すことの困難性にある。
かような病源体に属し得る典型的な病源体はコレラ菌ビブリオコレレ(Vibr io cholerae)である。
宣−員一及一玉 腸内細菌である病源体は二つのカテゴリイに分けられる。第一カテゴリイの病源 体は腸上皮細胞群に作用するトキシン(毒素)の産生によって発病させ、この場 合に細菌自体は腸の内腔に閉じ込められていてそこで生育する。ヒトにコレラを 起させるビブリオ コレレ、及びヒトの下痢症、ブタの伝染性下痢症並びに子ウ シの伝染性下痢症を起させる多種株を包含する腸管前産生性のエシェリキア コ リ(Escherichia coli)はすべてこのカテゴリイに属する。他 の部類のものはサルモネラ(Salsonellae)のごとき微生物であって ヒト及び動物の双方に対して全身性疾患を起させ得るが該疾患として下痢は主な 疾患である。これらの微生物は初めに腸壁を透過し、そこからリンパ様組織即ち バイエル板(Peyer ’ 5patches)として知られる111Iwi へ入り込む。潜伏期にその場所(サイト、5ites)の内側で生育し潜在性感 染として排出されるか又は拡散する。
宿主が特異的抗体をもち抗体が腸管中へ分泌されるならば宿主は該第−カテゴリ イの微生物に対して抵抗可能であるし、感染宿主からかなりの量の腸内抗体が短 期間だけ通常の場合に見出されることば真実である。サルモネラの場合に特異的 抗体が産生されても免疫を与えるためには不充分であり、他の細胞の変化が起る ことは必至である。但しバイエル板を増加させ転移増殖させる能力に恐らく基づ くらしく該微生物は前者即ち非透過性の微生物に対する抗体応答よりも優るIg A分泌型の抗体応答を誘発する。動物モデルの使用により本発明者らは“基本的 にはサルモネラのゲノムを有し、これに対して第二カテゴリイの微生物の抗原構 造を特性化する小片をプラスされた雑種(ハイブリッド)の微生物”が経口投与 により基本的に天然のサルモネラに類似する行動をとることを証明した。該ハイ ブリッド微生物はバイエル板を透過してバイエル板を一時的に増殖させ腸内流体 中で測定され得る著しく良好な局在1gA抗体応答を刺激するのである。この抗 体応答は導入された抗原に対する抗体応答を包含する。
よって本発明に従うワクチン産生株はサルモネラによって代表される第一カテゴ リイの微生物の免疫原性能とビブリオ コレレによって代表される第二カテゴリ イの微生物の所望の抗原とを結合した菌株である。
従来は、経ロ用ポリオ生(なま)ワクチンを除き、使用され推奨されるを効ワク チンの大部分は筋肉内注射によっている。
ビブリオ コレレについては変異株のテキサススター5R(Texas 5ta r−SR、米国特許第4328290号〕及び類似の遺伝子工学的変異株か弱毒 化生ワクチン製造用として提供されているがこれは経口投与可能である。ところ が該株は成る欠陥をもつ点に困難があり、それは既知のトキシン遺伝子のすべて を欠失させても制限された下痢(Iiπ1ted diarrhoea)を起さ せる事実である。この残存性下痢は“咳微生物が小腸上皮を転移増殖させる能力 に関連す°るか又は他のトキシンに関連するビブリオ コレ1ノの他の毒性決定 因子′によって起される下痢であると説明されている。免疫処置剤が有効であれ ば小腸内微生物の弱毒化菌株の使用に対する見返りとして該免疫処置剤中の成る 残存性毒性の存在はやむをえない。ビブリオ コレレのひとつのケースとして該 残存性毒性は該菌が産生ずる菌体外ヘモリシン(extracellular  hae+*olysin)によることもある。
幾多の実験的研究の後に本発明者らは経口用に適するワクチンの使用が有利と考 えられることを見出し、更に、遺伝子工学的技法を用いて゛哺乳動物の小腸のリ ンパ様組織に先ず侵入し、増加し、短時間に転移増殖する生菌の菌株を特性化す ることにより、及び導入された遺伝子又は遺伝子群又はそれらの一部分を用い° て抗原又は抗原群を合成してIgA抗体群を産生させることにより、上記のアプ ローチは著り、<有効なワクチンの製造を可能とすることを見出すに至った。
尤−五一公一固一足 従って本発明の要旨は、非病源体から又は病源体が非病源化された菌体から実質 上誘導された一組の遺伝子であって哺乳動物の小腸のリンパ様組織に侵入し、増 加し、短期間内に転移増殖し得る該−組の遺伝子を有瞳それと共に小腸表面及び 他の分泌器管表面におけるIgA抗体産生を誘発させる抗原又は抗原群を特性的 に合成する効果を与える′導入された遺伝子又は遺伝子群又はそれらの一部分′ をも有することを特徴とするバクテリア菌株に在る。
リンパ様Mi織の典型は小腸内のバイエル板である。
抗原又は抗原群としては下記の属即ちエシェリキア属、ロタウィルス(Rota virus)属、ビブリオ属、アエロモナス(Aeromonas)属及びボル デテラ(Borde te l Ia)属の菌に対して有効なIgA抗体群の産 生を誘発する抗原又は抗原群であることが好ましい。
ボルデテラを除き上記容態のすべての病源体は小腸内の微生物である。すべてが 病源論的機構により特徴づけられるが該機構には粘膜への付着という前提条件的 段階とそれに続くトキシン序生が包含されるので該病源体は透過型のものではな い。ボルデテラは腸の病源体ではないけれども肺に対する病源体である0本発明 は分泌器管表面に付着する病源体に対する保護の作用をする菌株を提供する。そ の理由は遠方の粘膜のサイト例えば肺に対してバイエル板の中のIgA前駆細胞 群が抗原による刺激を与え、そ・れによって感作細胞が伝播される中心的径路が 存在する点にある。
本発明のその他の特徴的態様はrgA産生刺激が免疫応答の発生を測定する手段 を提供する点にある。導入された遺伝子が、生体内侵入性微生物例えばカムピロ バクター(Caa+pylobacter) 、”) )Ltモネラ又はシゲラ (Shigella)に対する保護抗原をコード(信号)すれば、導入された抗 原に対して指向されるIgA抗体の産生は、該1gA抗体がこの場合における重 要な保護因子ではないとしても、免疫応答を測定する手段を提供することになる であろう。
導入された遺伝子又は遺伝子群は本発明のバクテリア菌株の染色体の中に組込ま れ得るか或は本発明のバクテリア菌株のプラスミドの上に組み込まれ得る。
非病源化される菌体は下記のもの即ちエシェリキア、サルモネラ又はシゲラのう ちのひとつから選ばれることが好ましい。
導入された遺伝子又は遺伝子群は下記のもの即ち病源体のアトへシン(adhe s i ns)、外膜タンパク質又はリボポリサンカライドの少くとも一部分を 合成する特性をもつものであることが好適である。
成る場合には、遺伝子又は遺伝子群は腸管前産生性のエシェリキア コリのに8 8抗原を合成する特性をもっことが好ましい。
別Li様として、導入された遺伝子群は腸管前産生性のエシェリキア コリのに 99抗原を合成する特性をもっことが好適である。
別層様として、導入された遺伝子又は遺伝子群はCFA/n産生の腸管前産生性 エシェリキア コリの抗原C5I、C32又はC33のうちのひとつ又はそれ以 上を合成する特性をもっことが好ましい。
更に別の処置法においては該遺伝学的物質はヒトに対して病源性を呈する腸管前 産生性のエシェリキア コリの転移増殖因子抗原を合成する特性をもつ。
好ましくは、他の別法として、該遺伝学的物質はビブリオ コレレの外膜タンパ ク賃を特性化する遺伝子をコードするプラスミド即?)pPM440、pPM5 QQ、pPM510又はpPM455のうちのひとつに存在するものである。
更に他の別層様においては、導入された遺伝子群はビブリオコレレの〇−抗原の 合成を果すものである。
ビブリオ コレレの〇−抗原の合成が達成はされたけれどもそこには特別な困難 性が含まれているのであってこれについては本明細書に後記して論するであろう 。
合成されたビブリオ コレレの〇−抗原はエシェリキア コリの表面上に存在す ることが好ましい。
別層様として、合成された〇−抗原はサルモネラ又はシゲラの表面上に存在する 。
上記のことに更に付は加えると、成る弱毒性のサルモネラ属菌株は経口投与され た後にリンパ様小胞(バイエル板)への侵入能を覗持していることが観察されて いる。
サルモネラ属菌株の夫々についてリンパ様小胞の転移増殖の程度及び時間と免疫 性刺激能との間に直接的相関が存在することが見出されたことは真実である(第 1表参照)。
担体としての微生物の代表的なものはガラクトースエピメラーゼ欠失サルモネラ 又は有毒性−プラスミド欠失シゲラであり得る。
弱毒の程度としては該菌株が充分な数を以てツクイニル板へ侵入することができ ると共に侵入した後にはその転移増殖力(数日間、典型的には3〜10日間のみ に限定されるべきであること力(重要である。その結果宿主が長きにわたる免疫 応答活性を達成し宿主から微生物を除くであろう。
本発明によるワクチンの追加の利点は担体として使用される/イクテリア種に対 し同時に保護を受けることにある。
本発明に従って構成され経口用の生ワクチン中で活性成分として使用されるバク テリア菌株のその他の利点は一回投与又は制限された回数の投与で有効であるこ と、ワクチン用菌株は有毒性へ反転する理論的可能性を有せず遺伝学的に良好に 特徴づけられていること、産生された抗体1gAは初乳及び母乳の中で母から子 へ伝えられるので能動的及び受動的免疫処置の双方の場合に適切に使用されるこ とにある。
皿皿立国皇久脱里 添付図面の第1図はプラスミドp PM440の制限酵素地図を示し、諸種のフ ラグメントの分子寸法はEco R1で消化された。XJクテリオファジSPP  1のDNAを標準として使用して計測された。
第2図は各種のプラスミドをもつE、コリに−12の細胞膜(Cellenve lopes)を、ビブリオ コレレ569Bの生菌に対する抗血清の使用下でウ ェスタン プロット分析(Western blot analysis)にか けた結果を示す、第3図は各種のプラスミドをもつE、コリに−12の細胞膜の 5DS−PAGE分析とそれに続く染色を示す。第4図はpPM440、欠失誘 導体p PM441及びpPM442、並びにトランスポゾンTn1725挿入 誘導体pPM443〜p PM448の22000ダルトンタンパク質に対応す る遺伝子の物理的地図を示す、第5図は各種プラスミドを宿すミニセル(lli nicel Is)中のプラスミドでコードされたタンパク質の分析を示し、こ の場合に(” S )−メチオニンで標識し、続いて5DS−PAGE分析及び オートラジオグラフィを使用した。第6図は22000ダルトンのp PM44 0のタンパク質の示差抽出による特性化、それに続< 5DS−PAGE分析及 び染色(左側のパネル)又は抗−生菌−■3コレレ569B血清を用いるウェス タン プロット分析(右側のパネル)を示す。第7図は夫々のプラスミドをもつ 各種の菌株の細胞膜の5DS−PAGE分析とそれに続く染色を示す。矢印はク ローン化されたビブリオ コレレの表面抗原、即ち22000ダルトンのタンパ ク質を示す。
第8図は夫HのプラスミドをもつE、コリに一12誘導株(複数)のウェスタン  ブロア)分析を示す、該菌株(複数)の細胞膜を単離しSDSポリアクリルア ミドのゲル上で分析してからクマシイ青(Coowassie blue)で染 色する(上方のパネル)か又はタンパクft−ニトロセルロースへ移してから抗 −生m−v、コレレ569B血清を用いるウェスタン プロット分析(下方のパ ネル)にかけた、第9図はプラスミドp 2M50 Qの制限酵素地図を示す、 太い線はクローン化されたV、コレレDNAの領域を表す、第10図はプラスミ ドpPM510の制限酵素地図を示す。太い線はクローン化されたV、コレレD NAの領域を示す。第11図はV。
コレレの全細胞膜及びシェフロース比重勾配分別法で得られた内膜と外膜とのS DSポリアクリルアミド ゲル電気泳動を示す。
第12図はプラスミドpPM455の制限酵素地図を示す、太い線はクローン化 されたV、コレレDNAの領域に対応する。第13図は各種のプラスミドをもつ E、コリに−12の細胞膜と共に抗−25kDalタンパク質血清を用ル)るウ ェスタン プロット分析を示す、純化された25kDalタンパク質(Osp  V)は比較のために示されている。第14図はpPM455の各種プラスミド誘 導体の中へトランスポゾンTn1725を挿入する点を示し、プラスミドpPM 544、p 2M542、p 2M5481. P M556、p 2M549 及びp 2M554の中のトランスポゾンはすべてはOmp Vタンパク質の検 出能を欠き、遺伝子の中に存在する。第15図はV、コレ15698株の細胞膜 タンパク質の次元交差免疫電気泳動(dia+ensional crosse d ia+i*uno electrophoresis)の結果の2種を示す 。細膜膜をSDSポリアクリルアミド ゲルで第一次元で処理し、ストリップを 切り出し、トライトンX−100内で平衡化してからV、コレレ569Bに対す る抗血清を含むアガロースの中で電気泳動させた。第16図はプラスミドpPM 431の制限酵素地図を示す。太い線はクローン化された■、コレレDNAに対 応する領域である。第17図はプラスミドpBR322(クローン化ベクター) 及びpPM431をもつE、コリに−12とV、コレレ017株とによる5%ヒ ツジ赤血球含有普通寒天培地上でのへモリシン産生を示す。第18図はpPM4 31のトランスポゾンTn1752誘導体のミニセル分析を示す、プラスミドで コードされたタンパク質は(”S)メチオニンによる標識及びそれに続<5DS −ポリアクリルアミ・ド ゲル電気泳動及びオートラジオグラフィ(au to rad iography)によって分析された。第19図はpPM431の中 に含有された■、コレレDNAの物理的地図を示す。Tn1725の各種プラス ミド中への挿入点が示され、pPM431 (+++)と比較されるヘモリシス (haeIIIolysis)の程度(−、+、++、+++)が表されている 。
角型の囲いは夫々のタンパク質をコードするI)NAの量と位置とを示す。第2 0図はプラスミドp PM474の制限酵素地図を示す。太い線はクローン化さ れたCFA/Uプラスミドの領域に対応するや第21図はp PM474中に存 在するクローン化されたCFA/llDNAの中へトランスポゾンTn1.72 5を挿入するサイトを示す、該トランスポゾン挿入サイトはカッコで括られて示 されているが該挿入はC’S 3産生能を失わせる。第22図はCFA/IIプ ラスミドの切れ目のない旧ndl[[フラグメントの地図であり、ticFA/ IIプラスミドはpBR322ブラミドベクターの旧ndlI[サイトへクロー ン化されて図示のプラスミド誘導体を与えたのである。第23図はプラスミドp PM100]のDNAの制限酵素分析を示す。第24図は適切なプラスミド(複 数)を有するE、コリに−12のDHI株の細胞膜の分析を示す。細胞膜を5D S−ポリアクリルアミド ゲル電気泳動で分析してから銀染色してバンド(複数 )を顕出させた。第25図は適切なプラスミドを有するE。コリに−12のDH I株の純化されたりボボリサーノカライド(L P S)の分析を示す。純化さ れたLPSをSDSポリアクリルアミド ゲル電気泳動によって分析してから銀 染色してバンド(複数)を顕出させた。第26図はTBE緩衝液中3.3%アガ ロースの中での電気泳動による染色体DNAの分析、それに続く臭化エチジウム による染色と紫外線トランスイルミネイティング光源を用いる顕出とを示す、製 造担当者の推奨に従って制限酵素による消化と連結(ligations)とを 施した。
1、 ビブリオコレレ569B DNA不切断2、 ネズミチブス菌LT2 D NA不切断3゜上記1におけるDNAをPst、 1 (左側パネル)又はEc oRl(右側パネル)で消化したもの4、 上記2におけるDNAをPst 1  (左側パネル)又はEcoRl(右側パネル)で消化したもの5、上記3にお けるDNAを連結したもの63 上記4におけるDNAを連結したものを する ための最 の/暑 勇−上 ブタの伝染性下痢症(enteric colibacillosis)に対す る経口用ワクチンとして有用な生菌のバクテリア菌株について以下に記載する。
本発明に従う有用なワクチンのひとつは腸、管毒産生性のエシェリキア コリの に88抗原を発現するプラスミドを宿すネズミチブス菌(S、 typhisu rium)のガラクトース エとメラーゼ欠失変異株である。かような菌株はに 88のピルス(pilus、毛)に対する腸管の抗体群の産生を誘発する有用な 免疫原であり、該誘発の結果として腸管前産生性のE、コリに88株に対して保 護作用をする。
純化されたに88製品で雌ブタに予防接種するとに88E、コリに対する受動免 疫を子ブタに与えることができることが証明された。初乳及び母乳中のに88抗 原に対する抗体はに88抗原にもとづく接着性の中和によって子ブタを保護する と結論され得る。
即ちに88付着因子即ちに88ピルスに対する抗体が保護を行う。
その他のに99.987P、F41で示される付着型抗原も父子ブタの伝染性下 痢症について重要であると同定された。これらのものはに88付着に類似し、本 明細書中でに88ビルス抗原について示される如きワクチンの構成に使用され得 た。
本発明者らは担体菌株としてネズミチブス菌G30株(gal E変異株)を使 用した。
腸管毒産生性E、コリからのクローン化されたに88抗原をコードするプラスミ ドp FM205を上記のG30株へ導入した。
108個の生菌バクテリアを投与するか又は5XIQ’個のホルマリンによる死 菌バクテリアを腹腔内注射することによりマウスを免疫した。1週問おきに3回 免疫処置を行った。1力月後にマウスを放血させてから殺して腸を取出し洗浄し た。K88に対する抗体のレベルをELISA(固相酵素免疫測定法)により純 化抗原(ポリアクリルアミド ゲル電気泳動により均質化)を使用して測定した 。その結果を第2表に示すがこれから経口的免疫処置は腹腔内注射免疫処置によ って産生したのと同様の血清抗体レベルを産生じたことが証明された。これとは 対照的にバクテリアを腹腔内注射したときに腸管内には抗体が検出され得なかっ たが経口的免疫処置の結果では良好な腸管的抗体レベルが誘発された。
第 2 表 化に8Bビルスに対するr体産生 子ウシ、子ヒツジ及び子ブタについて腸管前産生性のに99E。
コリにもとづく新生児期の下痢に対する保護のために有効な生菌バクテリア菌株 について以下に記載する。
K99ピルスを宿すプラスミド、例えばpR19906−10G30株中への導 入は本発明に従う他の有用なワクチンの取得である。かようなワクチンは子ウシ 、子ヒツジ及び子ブタを腸管前産生性に99B、コリにもとづく新生児期の下痢 に対して保護作用をなす。
■−1 ヒトに対して病源性を呈する腸管毒産生性E、コリの転移増殖因子抗原(CF  A)を宿すプラスミドの導入について以下に′記載する。かようなワクチンは相 同型の腸管毒産生性E、コリによって起される旅行者下痢症に対して保護作用を する。
数種の既知の転移増殖因子は腸管毒産生性E、コリ、即ちCFA/1.CFA/ n、CFA/III及びE8775ニツイテ記載されている。これらの抗原は、 CFA/I[を除き、夫々単毛型を示し、菌株の生物型に依存して3種の可能な 表面抗原を産生じ得る。これら3種はC3I、C32及びC53と記号され、C 3I及びC33はA生物型の菌株の中に発現し、C32及びC33は生物型B、 D及びFの菌株中に発現する。C33に関する抗原は一連のプラスミドの中にク ローン化され、その中のII+ PM474は精細に分析されて該型が示されて いる(第20図)。切れ目のない(cont i guous) D N Aも 又プラスミドpPM476、pPM477及びpPM483におけるようにクロ ーン化されたがこれらは少くともC3Iをコードし、恐ら(C53に加えてC3 2をもコードすると考えられる。
pPM474のトランスポゾン挿入分析は少くとも3.5kbの領域がC33産 生に関係している(第21図)ことを示した。このことは次のことを意味してい る。即・ちそれは遺伝学的に錯綜してかタンパク質をコードするのに必要である からであり、サブユニット(部分単位)は僅かに約500塩基対の大きさである 。切れ目のないDNAを有するプラスミドが少くともC3Iを更にコードすると いう証拠は野生型CFA/IIプラスミドの自然の欠失という事実にもとづいて おり、それはC31及びC33の能力を失わせたが約15kbを欠失していた。
欠失の結果は本発明者らのクローン化DNAの右端上で0.71kbのフラグメ ントに対応する。
従ってC31とC33との双方は左方へ15kb以内をコードされ、本発明者ら は約16kbをクローン化した(第20図参照)。
本発明に従う特に有用なワクチンの例ばS。チフィ (S、 typhi)のT y21a株の中へCFA/IIのCS3抗原を宿すプラスミドpPM474を導 入することによるワクチンである。
班−土 本例においてビブリオ コレラに対する経口用ワクチンとして有用なバクテリア 菌株について記載する。
現行のコレラに対する非径口的死菌ワクチンは無益であることが真実である。第 一に、菌は殺されているので非常な重要性をもつ表面抗原の各種は損傷されるか 又は破壊されている。第二に、免疫処理のルートは腸管内膜上のIga群に対す る杭体生成のため−に適切でない。従って本発明者らは重要な抗原即ち内膜抗体 (Iga)の適当なサイト、即ちバイエル板、を刺激し得る抗原を宿す優秀な生 ワクチンを開発するに至ったのである。
本発明の他の実施例であるワクチンは生(なま)の二価の経口用ワクチンであっ てサルモネラ チフィ(Sala+onella tiphi)とビブリオ コ レラの双方に対し同時に防御する。該ワクチンはサルモネラ チフィのT12株 のガラクトース エピメラーゼ欠失(gal E)誘導菌にもとづくものである 。咳S、チフィの変異株即ち’ryztaはチブス様の熱病に対して防御を誘発 し得る安全な経口用生ワクチンであることが証明された。その製法及び諸性質は 米国特許第3856935号〔発明者ゲルマニエ(R,Germanier)) 明細書に記載されている。どの先行発明の態様はビブリオ コレラの表面抗原の DNAの組換え即ち遺伝子工学技法によるクローン化及び該抗原のS。チフィg al 2株への導入とそれによる遺伝学的雑種の産生を包含する。この雑種(ハ イプリント)は本質的にビブリオ コレラの特異的抗原のためのDNAを保有し 発現するS9チフィgalE株である。
上記のワクチンがもとづいているビブリオ コレラの表面抗原には二種類があり 、リボポリサンカライド(L P S>であるか又は表面タンパク質である。こ れらの抗原は保護抗原又は標的抗原(target antigens)とされ ているがその理由はビブリオ コレラに対する防御を果す抗体の産生を誘発し得 ることにある。
防御「 のクローン化 ビブリオ コレラ5698株(クラシカル イナバ株)及び017(BITor オガワ株)はクローン化の諸実験に際し染色体DNAの供給源として使用されて いる。該DNAを制限酵素5au3A、BamHl又はPst lのうちのひと つを用いて部分的に消化ベクトルDNA即ちpBR322をRam 81 (S au 3 A又はBagHlで消化された染色体D’NAのクローン化のため) の使用下に又はPst 1の使用下に消化し、次にアルカリホスファターゼで処 理して自己連結を防止した。上記三者のDNAを混合し終夜かけて連結させて非 制限性(restrictionless)のE、コリに12株へ形質転換させ た。形質転換菌(複数)をアムピシリン(Ram H1で消化されたpBR32 2の場合)又はテトラサイクリン(1)BR80%以上の形質転換菌が得られた 。
これらの形質転換菌を適当な抗生物質含をの普通培地上の多数の格子の上に接種 して37℃に終夜生育させた。該形質転換菌をニトロセルロース ディスクへ移 してコロニイ ブロッティング(colony blotting)処理した。
かようにして濾紙上で0.5NIl(Jの使用下にコロニイを溶解させてから流 水下に非結合の細胞破片を除去した。濾紙のタンパク質結合能に対して子ウシ血 清アルブミンを用いて飽和させ、その後に第一抗体を加えた。
二抗体を加えた。この第二抗体はヤギー抗ウサギ抗体とワサビダイコンの過酸化 酵素との接合体であった。非結合の接合体を洗去してから酵素基質を加えビブリ オ コレラ抗原を発現するコロニイを目視し得るようにした。該抗原は第一抗体 と反応可能である。
かようにして単離された陽性のコロニイを純化し、コロニイ プロット(col ony blot)の中で再検査し、クローン化されたDNAに使用した。
460のうちのひとつを指向するものである。これらのプラスミ)”mNA供給 源としてのビブリオ 311017株の使用下に夫々独立にクローン化された。
これら三種のプラスミドは明かに同一であるが本発明においては特性化の研究の ためにp PM440を使用した。該プラスミドは約2.2kbの挿入DNAを 含有し、制限酵繁地図は第1図に示されている0本明細書中でkbはDNAの長 さを示すために用いられていて103塩基対合に該当する。
本発明においてクローン化された遺伝子製品即ちコロニイ ブロッティングにお いて抗血清と反応した遺伝子製品を同定するために細胞膜(cell enve lopes)を準備した。この細胞膜を5DS(ドデシル硫酸ナトリウム)中で 溶解させ5DS−ポリアクリルアミド ゲル上で処理した0次に該ゲル中の該物 質をニトロセルロースへ電気泳動によって移し、次にコロニイ ブロッティング におけると同様に処理した。該移し換えの結果を第2図に示す。
第2図はpPM440の中に約22000ダルトンのタンパク質に対応するバン ドが存在すること、これはベクターの中でもな(又マイナスの反応のクローンの 中でもないことを明かに示している。該タンパク質は5DS−ポリアクリルアミ ド ゲル電気泳動(SDS−PAGE)とそれに続くタンパク質染色の後に細胞 膜中に明かに目視された。
pPM440の欠失誘導体が構成された。これらの誘導体の最初のもの即ちpP M441はベクターDNAの中の)Iind mサイトからクローン化DNA中 のH4ndlI[サイトに対し右回りに欠失させることにより構成された。第二 の欠失誘導体、即ちp PM442はクローン化DNAの中のHpa Iサイト (複数)の中間のDNAを欠失させることによって得られた。これらの欠失誘導 体は双方共抗血清と反応する能力を失った。
p PM440の一連のトランスポゾンTn1725挿入誘導体即ちp PVA  43〜pPM448がm離された゛。これらのうちpPM447及びp PV A 48を宿す夫々菌株は双方共に陽性のコロニイ プロットを与えるけれども p PVA 47はp P M448及ヒm(71)プラスミドpPM440よ りも弱い。その他のプラスミドは全く反応しない。
これらのプラスミドを宿す菌株(複数)の細胞膜を5DS−P A G IF、 法によって欠失及び挿入の双方について試験するとpPM448はp PVA  40に比し正常なレベルの22000ダルトンのタンパク質を産生ずるけれども pPM447はより少いレベルのタンパク質を産生じ、その他のすべては検出さ れる程のタンパク質を産生しない(第3図)や 第4図においてこれらの各種のプラスミドの制限酵素による分析の総合を示す、 これらのデータ及び“p PVA 47に対するTn1725挿入は恐ら<22 000ダルトンタンパク質のレベル低下へみちびく正反対の挿入(polar  1nsertion)であるという観察結果”から22000ダルトンタンパク 質をコードするDNAの位1は第3図の下方部に示される地図に示される通りで ある。
該タンパク質のNH,−末端は恐らく右方末尾部にコードされている。
ミニセル内のこれらのプラスミドのすべてによってコードされるタンパク質を試 験すると第5図に示すのと同じ結果が得られる(第5図)。これらの結果は又p  PVA 40にペターP B R322に比しMPM440についてのみ新規 タンパク質即ち22000ダルトンタンパク質が検出されること、及びこのタン パク質は該プラスミドについてコードされることを示す。
サザン法によ ブロッティング分析 サザン(Southern)法に従うDNA/DNA雑種形成技法を用い本発明 者らは被検物としてpPM4’40を用いて各種のビブリオコ1/し株(複数) の中の染色体の領域における類似性を観察した。
三種の互に異なる制限酵素を用いる分析の結果はp PVA 40中のクローン 化されたDNAはクラシカル株及びE I Tor株の双方に存在すること、両 者の株の間に何らの相違も認められないことを示した。このことは該遺伝子及び タンパク質はビブリオ コレレの双方の生物型に共通であることを意味する。
zPM440タンパク のキャラクタリゼーシランp PVA 40でコードさ れる22000ダルトンタンパク質を部分的にキャラクタリゼーシランしかつ精 製した。第6図には、プラスミドp PVA 40を保持する E、コリ K1 2の細胞の細胞膜(エンベロープ)を分別した後の5DS−PAGEの結果を示 す、左側パネルはゲルを染色して得た結果を示し、右側パネルはpPM44Q蛋 白質を同定するためビブリオコレレ抗血清を用いるウェスタンプロットによって 分析された重複ゲルを示す。
分別の結果はpPM440タンパク質が多分ペプチドグリカン会合外部膜タンパ ク質であることを示している。
この方法でのタンパク質の分別後にSDS中ヒドロキシアパタイト上でのイオン 交換クロマトグラフィを行い、次いでSDS中バイオゲル(Biogel) P  150上でゲル濾過を行ってタンパク質を精製することができた。
サルモネラにおける PVA 40タンパク の関連免疫学的試験を行いかつp  PVA 40タンパク質がサルモネラ中で発現されるか否かを決定するため、 S、チフィムリウム株G30及びS、チフィ株T)’ 21 aを精製pPM4 40プラスミツドDNAで形質転換させねばならなかった。対照としてプラスミ ツドベクターをも導入した。これらの株とビブリオコレレ569Bと元の大腸菌 隔離菌との細胞エンベロープを調製し、5DS−PAGEで分析した。結果を第 7図に示す。pPM440タンパク質はビブリオコレレ中の微少タンパク質に過 ぎず、検出されにくいことがわかる。しかしながらE、コリ、S、チフィムリウ ム、S、チフィ中におけるクローン化形ではこのタンパク質は主要バンドである 。
これらの菌株のすべてを、ビブリオコレレ569B抗血清によって凝集される能 力について分析した。これらの凝集の結果を第3表に示す。これらの試験では、 p PVA 40.従って22000ダルトン蛋白質が存在するとき、細胞は明 らかな凝集を示すことが観察された。このことは22000ダルトン蛋白質が付 着因子であることを示唆している。データはビブリオコレレに対する抗体がp  PVA 40保持歯株を凝集させ得ることを示している。かくしてこのタンパク 質はサルモネラワクチン株中において発現されるだけでなく抗体によって認識さ れる形で発現される。
従ってp PVA 40は本発明によって記載されるように経口ワクチンの形で 有用である。
かくして本発明はプラスミツドpPM440中で本発明者らがクローニングした ビブリオコレレ表面抗原を発現するサルモネラチフィがラクトースエピメラーゼ 欠失(gal E)突然変異株を担持する薬理学的又は生理学的に受容可能な担 体を経口投与によって動物中へ導入する段階による動物受納者(ヒトを含む)の 免疫処置にある。
本発明はプラスミツドにコードされる表面抗原を指向する発明である。
本発明は染色体にコードされかつサルモネラチフィの染色体中へ遺伝工学的に導 入されている表面抗原にある。
第 3 生ビブリオコレレ569Bに対する抗血清による凝集〔注〕十力価は凝集を与え る最小希釈の逆数である0明瞭な自己凝集 プラスミド PM500 この型のもうひとつの例はプラスミツドp PM500によってコードされるタ ンパク質であることである。このタンパク質はそのサイズが約16〜18にダル トンであり、ウェスタンプロットにおいて抗血清と極めて容易に反応する(第8 図)。
プラスミドp PM500はpBR322のPst1部位中にクローニングされ たV、コレレDNAの6.7 kb Pst 1フラグメントからなる。p P M500タンパク質のための遺伝子は、トランスポゾン突然変異誘発によって位 置決定されかつpPM500地図上10.4kbに於ける旧ndl[[部位にわ たる400〜500塩基対合の領域に対応する(第9図)。
プラスミ ドでコードされるタンパク質を検出するためのミニセル分析はpPM 500蛋白質にメチオニンが欠除していることを示唆する。
7’5x ミ ド PM510(び PM5 2 0)この型の更に他の例は二 種のタンパク質をコードするプラスミツドpPM510(第10図)である。
これらのタンパク質はそのサイズが約22kDa+及び6O−65kDalTh ありかつ両方共にウェスタンプロットにおいて強力に反応する(第8図)。
プラスミドp PM510はpBR322のPst1部位中にクローニングされ た5、 1 kb Pst ]断片からなる。このクローン化DNA内のタンパ ク質のための遺伝子の位置決定(loca tjon)は未だなされていないが 、これらは−緒に、クローン化断片のコード能力の約50%をとるであろう。
プラスミツドpPM451、pPM455、p PM472、p PM530の 夫々にコードされるV。コレラ(第11図)のp PM455を用いて詳細な分 析を行い、このプラスミツドの制限地図を第12図に示す、ウェスタンプロット 分析(第13図)によって25kDalタンパク質が同定されかっ欠失及びトラ ンスポゾン挿入分析(第14図)によってクローン化DNA内の遺伝子の位置決 定がなされた。これらの分析はプラスミツドpPM551中のTnl、725の 挿入点と7゜Okbにおける旧ndl[1部位との間にOmp V遺伝子がある ことを示す、一部分Omp Vから誘導される融合タンパク質の生成を含む他の 研究は転写が左から右へであることを示す。
0+sp V蛋白質は極めて免疫原性であるように思われ(第15図)かつ主要 外部膜タンパク質である以外に、鞭毛の鞘の部分である。
かくしてこのタンパク質に対する抗体は、鞭毛に結合することによって細菌を固 定化する筈であり、そうすることによってV、コレラが腸管内で転移増殖しない ようにする。
プラスミド PM431 他のものと組合わせて保護の増加に用いることができたこの型のもうひとつの例 はプラスミントpPM431(第16図)でコードされる。このプラスミツドは 溶血素産生に関連するタンパク質の幾つかをコードする(第17図)。トランス ポゾン挿入分析によりかつミニセル中におけるプラスミツドコードタンパク質を 決定することによって遺伝子が位置決定された(第18図)、これらの結果は決 定されるべきプラスミツドの部分的な物理的地図を可能にした(第19図)、最 も重要なことは溶血素のためのiuy A構造遺伝子がこのDNA内にコードさ れることである。
防御における溶血素蛋白質の重要性は該タンパク質がウサギ回腸ループにおいて 下痢原性であることが示されたことである。かくして腸管内の抗体がこの排出タ ンパク質による下痢の減少に有益であると期待することができる。
減弱■、コレレ株における溶血素産生を決定する遺伝子又はその部分の欠失も、 本明細書に記載した型と異るワクチン株産生に有用であり得る。特に、もし溶血 素がコレラ毒性喪失(cholera−toxin−1ess) V、コレラに おけるある種の下痢の原因である場合には欠失または不活性化がこれらの株を大 いに改良するであろう。
本例に関して極めて特異的な困難を経験した。
ビブリオコレラの〇−抗原が有用であり得ることが疑われた。
ビブリオコレラの〇−抗原に対する抗体が動物モデル系およびヒトにおけるビブ リオコレラに対する防御に非常に有効であり得ることは公知である。〇−抗原は 良好な免疫反応を誘発するので上記の型のワクチン株のための理想的な抗原であ り得ることも公知である。
サルモネラに関する研究から、〇−抗抗原多糖モモノマー合成を可能にする遺伝 子はサルモネラ遺伝子地図上の約42分に位置する遺伝子のひとつの集団中に大 部分存在することも知られている。これらの遺伝子の幾らかは成分単糖類の合成 のための酵素をコードし、他の遺伝子は脂質担体上のモノマーの集合のための酵 素をコードする。この遺伝子集団はDNAの実質的なセグメントを占めるであろ うと推測されている。
サルモ不うに関する研究から〇−抗抗原フッマー〇−抗抗原ソリマーの重合を決 定する遺伝子及び〇−−原ポリマーをリボ多糖II(LPS)コアへ転位させて 完全なリボ多l111を分子を与えるトランスロカーゼをコードする遺伝子は共 に主遺伝子集団から遠くに位置することも知られている。サルモネラとの比較に よりビブリオコレラの〇−−原合成のための遺伝的基礎が等しく複雑であろうし 、かつビブリオコレラの〇−抗原の合成のために所要な遺伝子の全組がクローニ ングされかつE、コリ又はサルモネラへ移行されたとしても、〇−抗抗原ソリマ ービブリオコレラのLPSコアと異るE、コリ又はサルモネラのリボ多Ii類コ アへ移行され得ないことが期待されるべきである。
かくしてE、コリ又はサルモネラのLPS上で発現され得るO−抗原合成系のク ローニングにおける困難さは、第1には主遺伝子集団がDNAの実質的な長さを 占める可能性゛をもつことであり、第2には主集団中には存在しない完全な発現 のために不可欠な他の遺伝子があり得ることであり、第3には遺伝子がE、コリ 又はサルモネラ中にクローニングされかつ一緒に置かれたとしても、これらの菌 及びビブリオコレラのリボ多tI!類コアの差異のため細胞表面上に〇−抗原を 充分に発現することができないので、トランスロカーゼがビブリオコレレ〇−抗 原ポリマーをE、コリ又はサルモネラコアへ移行させないであろうということで ある。
ビブリオコレレ〇−抗原をE、コリ又はサルモネラの表面上に発現させるために 必要な遺伝子の完全な組のクローニングにおける上記の予期された真人な困難の ために、本発明者らは主としてサルモネラチフィ又は関連菌の適当なワクチン株 中に存在するとき有効な免疫性を誘発する′ことができるビブリオコレラの表面 蛋白質をコードするクローンを探しめた。しかし、これに加えて本発明者らはビ プリオコレレの〇−抗原をE、コリの表面上に発現させることを可能にする1組 の遺伝子をクローニングすれば、本発明者らのスクリーニング方法で検出される であろうと思われる方法で実験を行った。
クローニングにおける本発明者らの第1の企画ではコスミンドベクターpHC7 9を用いた。該ベクターはサイズが3O−40kbの程度のDNA上の遺伝子集 団のクローニングを可能にする筈だからである。しかし常法で得られたビプリオ コレレのDNAは恐らくビブリオコレラが産生ずる細胞外DNAaseによる部 分的分解のために、低分子量であった。従って本発明者らはプラスミントベクタ ー中へのクローニングによって進めねばならず、E。
コリ中にビブリオコレラの表面蛋白質を発現させる多くのクローンを得たが、す べてが、使用した制限酵素によるが平均2kb〜8kbのビブリオコレラDNA の少量しか含んでいなかった0次に本発明者らはプロナーゼ(pronase) の存在下に於てビブリオコレラDNAを抽出する方法を考案し、DNAが高分子 量形で残留し、それから次に制限酵素によりニスミド中へのクローニングに適し た30〜40kbの片に切断できるようにした。
本発明者らは今回実際にビブリオコレラがニスミド中に一群としてクローニング されることができ、かつE、コリ中におけるビブリオコレレ〇−抗原の合成を決 定することができるように共通の場所内にある゛遺伝子を担持することを発見し た。
この目的のために有効なりNAの長さは大きいが40kb未満であることも発見 した。
更に本発明者らはビブリオコレレ染色体DNAのような物質に関して用いられる とき、この物質を十分に高い分子量片に保ことができ、かつ同時にかかる物質の 充分な濃度と純度とを与え、かつこのことが40kb対範囲の断片を得るのに有 用であり得、かつ次のクローニング技術のために有用である技術が実際にあるこ とを発見した。
本発明者らはプロナーゼの存在下において細胞を溶解しかつこの過程中で染色体 DNAを同一容器内に保ちながら溶媒抽出を用いて分離及び濃縮を行うならば非 常に長い長さのDNA鎖を単離できることを発見した。
塩化セシウム勾配上での遠心を用いる場合よりも抽出方法は幾らか速やかに行う ことができ、このためそうでなければDNAassが一体的DNA物質と接触す る時間が短縮されるという事実によって、DNAの一体性も助長される。
かかる長さの長いDNAを得るための特別な好ましい方法又は更にクローニング する方法は本明細書の後文中に記載される。
しかし特にビブリオ3115698株(古典的なイナバ株)及び017(BIT or、オガワ株)の夫々から大分子量の染色体DNAを得ることができたので、 この染色体DNAを次に約35〜50kb対の範囲に少くとも幾らかのフラグメ ントを残すことが期待され得る適当な制限酵素を用いて部分的に消化した。
好ましくはこの目的のために制限酵素5au3Aを用いたが、適当な制限断片を 得るのに実際に有効であった6ワクチン用に適したタンパク質抗原でさえも長さ が約40kb対のDNA鎖内に含まれることができる遺伝子集団からより好く発 現され得るという仮定を進めてコスミンド中へのクローニングを続けた。従って コスミッドベクターpHC79のDNAをBag HIで完釡に消化し、次に自 己結合を防ぐためアルカリ性ホスフプターゼで処理した。
次にビプリオコレレからの制限断片とコスミソドベクターDNAとを混合し、終 夜にわたり結合させ、インビトロでバグテリオファージ人中に充填した0次にフ ァージ溶解産物を、非制限(res t−rictionless)(hsd  R) 、組換え欠除(rec A)のE、コリに一12株を感染するために用い た。コスミッド含有細胞をアンピシリン含有栄養培地上で選択した。得られたコ ロニイの90%以上がテトラサイクリンに対して敏感な細胞からなっており(D NAがベクターのBag H1部位中にクローニングされるならば期待されるよ うに)、クローニングされたビプリオコレレDNAを有するコスミソドp)(C 79を担持すると仮定することができた。従って該細胞はDNAの35〜50k b対を含むコスミッドクローンを含んでいた。
次にこのコロニイを抗体で試験して、クローニングされたビプリオコレレDNA を担持する結果として産生されたビブリオコレレ抗原を測定した。
次に得られたままのコスミフドクローンを次にアンピシリン含有栄養培地上の番 号の付いたグリッド上に貼付し、37℃において終夜増殖させた後にコロニイブ ロッティングによる処理のためにニトロセルロースディスクへ移行した。このこ とは、フィルター上で0.5N Hlによりコロニイを溶解した後にジェット水 流で未結合細胞砕片を除去することを含んでいた。フィルター〇タンパク質結合 能力を次に脱脂粉乳を用いて飽和した後に一次抗体を添加した。
この抗血清又は抗体を、ウサギ中で余生569B株菌に対して発育させ、アトへ シン物質の粗製調製物で促進した。次に未結合抗体を洗浄除去し、二次抗体を添 加した。この抗体は、ヤギ抗ウサギ抗体と西洋わさび過酸化酵素との接合物であ った。未結合接合物を洗浄除去した後に酵素基質を添加して一次抗体と反応する ことができるビブリオコレレ抗原を発現するコロニイを可視化した。この方法で 単離された陽性コロニイを精製し、コロニイプロットで再検査し、コスミッドD NAを単離し、陽性反応がコスミフドDNAに関連することを確かめるため、E 、コリに−12を再形質転換させるために用いた。この陽性反応コロニイについ て次にコロニイブロソティングを反復しかつ抗生569B血清をビプリオコレレ 569Bからの精WLPSと広範囲に吸着させてLPSと反応する抗体を除いた 後に、上記の抗生569B血清を含む抗生569B血清の代りに他の血清を用い ることによって、さらに分析した。
LPSの合成のための遺伝子をコードするクローンはコロエイプロット中で、精 製LPSと広範囲に吸着された後のこの抗血清と反応できないことによって検出 されるべきである。
この方法に従って幾つかのクローンをLPSの〇−抗原の合成にを効な遺伝子を 含むとして同定した。
従って本発明は40kb未満のDNAを含みかつ〇−抗原の決定のために有効な 該遺伝子を共通位置に含むDNAの制限断片を指向する発明である。
従って本発明はコスミソドベクターにより〇−抗原を合成し、その結果DNAの 35〜50kb対のサイズのクローンであるコスミッドークローンを産生ずるた めに有効な遺伝子の組換えにある。
pPMloolは一典型例であり、従って本発明はコスミッドpPMIQO1を 指向する発明である。
このコスミ7ドを次に分析した結果このコスミンドはpHC79中にクローニン グされた約36kb対のビプリオコレレのDNAを含むことがわかった。幾つか のエンドヌクレアーゼで制限された該DNAのゲル電気泳動図を第23図に示す 。
細菌細胞中のpPMloolとして同定されるこのコスミッドの存在は、細胞を イナバ血清型のLPSの〇−抗原産生性にさせる。
この物質は幾つかの方法で検出されることができる。
pPM1001保持細菌から細胞膜(エンベロープ)を単離し、SDS中に可溶 化し、ポリアクリルアミドゲル電気泳動で分析した後に銀で染色するとリボ多* *含有〇−抗原の典型的なバンドの縞の生成を検出することができる(第24図 )、この同じエンベロープ物質を同じ方法で電気泳動にかけ、電気泳動的にニト ロセルロースへ移行させ、LPSに対する抗血清を用いてウェスタンブロッティ ングさせることもできる。この方法により最初にニトロセルロースシートをウサ ギ抗ビブリオコレレLPS血清と反応させ、次に西洋わさび過酸化酵素をカップ リングさせであるヤギ抗ウサギ血清と反応させ、免疫複合体を過酸゛化酵素に対 する基質の添加によって可視化することにより、〇−抗原物質を検出することが できる。該ウェスタンプロントでは■、ココレ〇−抗原だけが可視化され、得ら れた陽性反応はLPSがビブリオコレレ〇−抗原を担持することを示した。
精製LPSはpHC79又はpPMloolのいずれかを保持するE、コリに− 12から熱フェノールー水沫によっても抽出された、を気泳動後銀染色によりp PMloolの存在はLPS担持〇−抗原の典型的なバンドの縞を与えることが わかる。(第25図) 精製LPSは、表面にイナバLPSが固定されている羊赤血球の凝集を防止する ようにi&LPsが抗LPS免疫グロブリンを中和する能力をもつか否かを見る ための凝血阻止分析にも用いられた。この分析はpPM1001保持の結果とし てE、コリに一12中に産生された〇−抗原物質がイナバ親■、コレレ株569 BのLPSから免疫学的に識別され得ないことを示した。該クローンからのLP S、夫々が2倍血清希釈のオガワLPSまたはイナバL P Sを、オガワLP Sで被覆されたヒツジ赤血球(rbc ’ s)の抗オガワ血清による凝集成い はイナバLPSで被覆されたヒツジrbc ’ sの抗イナバ血清による凝集の いずれかを阻止するために用いた。
イナバ被覆rbc実験では、クローンからのLPSは、■、ココレイナバLPS のウェル12(,5μs/mf)に対してウェル11 (1Mg / m l  )まで阻止した。オガワLPSはウェル7(16Mg/mjりまで阻止した。か くしてクローンからのLPSは極めて良好に阻止し、イナバLPSの特異性の全 部またはほとんどを有することを示した。
オガワ被覆rbc実験では二型のすべてからのLPSがほぼウェル15(,06 Mg/mu)まで阻止した。かようにしてクローンからのLPSはV、コレレイ ナバLPSと同程度まで阻止し、イナバ及びオガワV、コレレ株からのLPSに よって共有されることが知られている共通の抗原特異性を担持することを示して いる。pi(C7913持E、コリからのり、PSはいずれの系においてもほと んど阻止を与えなかった。
既述のようにpPM1001保持細胞の結果として産生されるこの〇−抗原物質 担持LPSは細胞膜(エンベロープ)中に見いだされる。pPMI001保持細 胞は抗LPS血清を凝集させることができるがコスミフドを保持しないか又はコ リイン(corryin) pHC19を保持する細胞を凝集させることがでこ ないので、このLPSは細胞表面に暴露されていることも示すことができる。
pPMlooIは■。コレレイナバ血清型を決定する遺伝子をコードする。しか しV、コレレの血清型(イナバ及びオガワ)間の変化はひとつの位置に局在して おり、今回本発明者らはイナバ〇−抗原特異性のE、コリ中における発現のため に必要なすべての遺伝子はひとつのDNAフラグメント上にクローニングされる ことができることを発見し、本発明によってオガワ〇−抗原のE・コリにおける 発現のために必要な遺伝子は単一のDNAフラグメント上にクローニングされる ことができないようである。
pPMloolは017のようなビプリオコレレ(オガワ)株からのDNAを用 いて構築された遺伝子バンクからコスミッドクローンを得るために用いられ、こ のことは、pPMlool又はオガワクローンを検出するためにDNAプローブ として〇−抗原合成をコードするクローン化ビブリオコレレDNAの部分を用い ることによって簡単に行われ得る。別法としてオガワ遺伝子をpPMloolを 単離するために用いたのと同じ方法で(オガワ抗血清を用いねばならないこと以 外は)クローニングすることができる。事実、本発明者らは同じ方法でクローン 化オガワ抗原の単離に成功した。プラスミツドpPM1002及びp P M1 003は典型的例であり、従って本発明はpPM1002及びp P M100 3を指向する発明である。
従ってpPM100]、pPM1002、pPM1003は本発明によって記載 されるワクチンの製造に有用である。
本発明はリボ多糖類のビブリオコレレ〇−抗原を発現する薬理学的及び生理学的 に受容可能の担体のヒトによる経口摂取にあるといもことができる。
もうひとつの形において本発明は〇−抗原を合成する酵素をコードする遺伝子を 担持するプラスミツドを担持する細菌株の複製にある。
もうひとつの形において本発明はオガワ型〇−抗原と共有される抗原特異性をも 有するイナバ型の〇−抗原の発現を与える細菌株にある。
更に他の形において本発明はビプリオコレレに対するヒトにおける免疫の促進を 助けるための経口ワクチンとして有用な細菌株であって、限られた但し充分な時 間小腸のリンパ組織に侵入する型で、かつ小腸のリンパm織に関する侵入特性が 残留するように非病原性にされた株であって該誘導株がビブリオコレレの〇−抗 原の合成を可能にする遺伝子をもその中に担持して上記特性を保留している細菌 株にある。
本発明はビブリオコレレ株の経口摂取からなるヒトのビブリオコレレに対する免 疫の促進方法にある。
本説明中において〇−抗原の有効値は病原ビブリオコレレに対する免疫化又は少 くとも明瞭な抵抗を促進するものであることを暗に示している。
本発明の理解をさらに容易にするためにこの最後の実施例中には本明細書中に示 した今まで産生された物質の分析をさらに付は加える。
本発明は、第1例において分離及び濃縮の工程がピペットなどを用いる遠心分離 または抽出を含まず、DNAの酵素分解を防止するためプロナーゼを含む適切な りNAの製造方法にある。
本発明者らはCsCl遠心分離又は長いインキュベーション時間に頼ることな( 、組換えDNA使用に適したビブリオコレレ又はサルモネラチフィムリウム又は 他の細菌のDNAを迅速に単離し得る方法を開発した。
方法: 染色体DNAの精製のために、ビブリオ311569株(古典型、イナ バ)及び017 (BI Tor、オガヮ)並びにサルモネラチフィムリウムL T2を成功裡に使用した。方法は下記の通りである。
20mj!のプレイン−ハートインフュージョンブロス(DTPCO)中、37 ℃で曝気しながら細胞を終夜増殖させた0次に、細胞を室温下に500Qxg’ ?’lO分間遠心し、TBS緩衝液(50mM)リスHCj!、5mM EDT A、5 QmM NaCf、pH8,0)で1回洗浄し、再び遠心した後に洗浄 済み細胞を原容量の1710(即ち2.0 m J )に、冷25%蔗W50m Mt−リスHC1溶液(pH8,0)中に再懸濁した。これに対し10■/ m  I!リゾチームの0.25M EDTA溶液(pH8,0) 1.0mj!を 添加し、この懸濁液を20分間氷上に放置した。次に、TE緩衝液(10mMト リスHCl1,1mM EDTASpH8,0)(0,75mjりを添加してか ら溶解液(50mM)リスHC10,25M EDTA中5%サルコシル溶液、 pH8,、o ) 0.25 m Aを添加した。この混合物に対し固体プロナ ーゼ(pronase) (10■)をも添加し、おだやかに混合した。これを 56℃において、時々振りながら60分間インキュベートした。この時間で溶解 は明らかになった。
次に溶解産物を5 QmAのエルレンマイヤーフラスコに移し、TE11衝液( 10’mJトリスHCf、゛1mM EDTA、pH8,0)で飽和したフェノ ールで3回穏やかに抽出した。このTE緩衝液飽和フェノールは通常TE1ml につき1gのフェノールを添加することによって得られる。次にジエチルエーテ ルで2回抽出することによって残留フェノールを除去する。次にこの透明粘稠な りNAig液に2容(8mf)の冷(15℃)95%エタノールを添加した。
この結果ねばねばするDNAの大塊の沈殿が得られた。この塊は容易に沈降し、 DNAはガラスに付着する傾向もあるので、エタノール水溶液をデカンテーショ ンすることができる0次にDNAを同様な方法で70%エタノールで2回洗浄し た。
次に洗浄済みDNAを約60分間真空乾燥した後に1、Om 12のTEN衝液 を添加し、56℃で数分間加熱した0次にDNA溶液を1.5 m ftのエッ ペンドルフ管に移し、エフペンドシフ5414テーブルトツプ遠心機で2分間遠 心することによって残留粒状物を除去した。上滑を新しい管へ移し、4℃で貯蔵 した。DNAの濃度は通常200〜500μg / m j!の範囲であった。
結果及び考察: 第26図は制限酵素による消化後、■。コレI/又はS、チフ ィムリウムDNAのいずれかの3時間結合を行って得た結果を示す。DNAがE coRl又はBamHlのいずれかで十分に切断され得たこと及び結合により、 かなりの量が試料ウェル中にトラップされたままであるように高分子1物質へ戻 ることがわかる。
図示の物質は通常の使い捨てチップ〔キルソン(Gilson)C20)を用い てとベント吸引したものであるが、もし特殊な刃でチップを切り落として開口を 大きくしたならば、未切断及び結合DNAの見かけの分子量は明らかにより高く なる。操作中にはDNAのピペット採取が全く含まれず、かつすべての操作が剪 断を最小にするようなものであることに注目されるべきである。
本発明の方法は僅小量(20ml)の菌が所要でありかつ長時間または終夜のイ ンキユベーションが無(、実際に3時間以下で全操作を完了することができ、多 く、のクローニング実験のための十分なりNAを与えるという点で 広く用いら れているマーマー(Marmar)の方法よりも幾つかO利益がある。より最近 の方法は時間がかかりかつ分子クローニング実験のための充分な品質のDNAを 得るために不必要と思われる終夜におけるCsCI!遠心を含んでいる。
本発明の方法で製造されたDNAの〇−抗原遺伝子のクローニングのための使用 に加えて、本発明の方法は、本発明者らの実験室において幾つかの外部膜タンパ ク質のためのビブリオコレレ遺伝子の好結果のクローニングのため及び溶血素製 造のた。めに用いられる。
本発明の方法は38kb より大きい制限断片を有する必要のある幾つかのビブ リオコレレのコスミッドバンクの構築のためにも用いられる0本発明の方法は他 のグラム陰性菌に成功しないという理由はなく、本発明者らの実験室で、サルモ ネラチフィムリウムのコスミソドバンクの作製のためにも成功裡に用いられる。
浄書(内容に変更なし) vuII FIGURE 1: Re5triction map of pPM440 molecular  5izes of mhevarious fragments were c alculated using bacteriophageSPPI DN A digested with Eco R1as a 5tandard。
−゛シt…←−qw−−−− FIGURE 2: FIGURE 3・ [=============lI 爺罠イgfaフイ立IC0OHNH2 FIGURE 4二 Physical mapping of the gene for the  22000 daltonprotein of pPM440 with  respect to the deletions。
pPM441 and pPM442. and transposon Tn 17251nsertions。
pPM443−pPM448゜ FIにURE 5: FIにURE 6: Characeerizacion of 仁he 22000 dalton  pPM440analysis wimh anti−1ive−−’、ch olerae 569B serum (rightpanel + 。
FIGURE 7: Analysis by 5DS−PAGE followed bv sta ining ofcell envelopes of the v、qrio us 5trains harbouring虹he p]、asmids、  The 、n−row 11)c目cates the cloned Vib ri。
cholerae 5urface antigen、the 22000 d al仁on pror:ein。
― FIGtJRE 8: Western blot analysis of E、 coli K−1 2derivaeivesharbouring the various p lasmids、Ce1l envelopesof ehese 5trai ns were 1solated and analysed on SDS polyacrylamide gels followed by ei仁h er seaining withCoomassie blue (uppe r panel ) or by Western bloセanalysis using an仁1−1ive−569B serum after the  proteins hadbeen transferred to n1t rocellulose (lower panell。
FIGURE 9: Res仁riceion map of plasmid pPM500. T he 仁hick 1ineFIGURE 10+ i士−4+ = 嘲−■−命・+ 象 て ミ SDS polyacrylamide gel electrophones is of vholecell envelopes of v、chole rae and 1nner and outermembranes obL ained by 5eparatlon on 5ucrose densi tygracHents。
FIGURE 12: FIGURE 13: is shown for comparison。
FIGURE 15 FIGURE 16: FIGURE 20: 1i1TS Wdd− FTGIJRE 23: Re5triction endonucleass analysis of  the DNAof plasr++id pPMlool。
) 0−ANTIGEN FIGURE 2に: Ce1l envelopes of E、 coli K−125train  DHIconeaining the appropria仁e plasm ids、 Ce1lenvelopes were analysed by  SDS−polyacrylamideget elec仁rophorese s followed by 5ilver stainingFIGtJRE  25: Purified 1ipopolysaccharide (LPS) of E、coli K−12sセrain DHI Wiてh the appro priaeeplasmids、Purified LPS was anal ysed by SDSpolyacrylamide gel electr ophoresis followedby 5ilver 5ta5ni+i g to visLIalize the bands。
FIGURE 26: viola仁 cransilluminating 11gM 5ource 、 Restrictiondigeses and ligacions w ere perforrned according t。
仁he manufaceurers’ recohmendaticns。
6、DNA as in 4 bLlt Iigated。
補正書の翻訳文提出書 (特許法第184条の7第1項) 60.10.−1 昭和 年 月 日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 国 1、特許出願ノ表示 PC”r/AIJ851000152、発明の名称 バク テリア菌株 36特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内3丁目3番1号電話(2]、L)8741代表 6、添付書類の目録 、、、、1容に変更なし) 15g?61−502093 (1B)8、導入さ 、れた遺伝学的物質が腸管毒産生性エシェlキア コリのに99抗原の合成を特 性化する第1・−6項のいずれか1項記載のバクテリア菌株。
94導入された遺伝学的物質がヒトに対して病源性であるlli管毒産件性エシ ェリキア コリの転移増殖因子抗原の合成を特性化する第1〜6項のいずれか1 項記載のバクテリア菌株。
10、導入された遺伝学的物質がCFA/■産生の腸管前産生性エシェリキア  コリの抗原C31、C32又はCS ’3のうちのひとつの合成を特性化する前 各項のいずれか1項記載バクテリア菌株。
11、導入された遺伝学的物質がビブリオ コレレの表面タンパク質の合成を特 性化する第1〜6項のいずれか1項記載のバクテリア菌株。
12、導入された遺伝学的物質がプラスミドpPM440,9PM500、p  PM510、p PVA 55&びp PVA 31のいずれかひとつに存在す る第11項記載のバクテリア菌株。
13、pPM431の中ヘコードされた遺伝学的物質の全部又は一部が城毒化又 は下痢減少化の目的で欠失を受けたビブリオ菌株。
14゜導入された遺伝子がビブリオ コレレの〇−抗原の合成に有効である請求 の範囲第1項記載のバクテリア菌株。
15、合成された〇−抗原がエシェリキア コリの表面上に存在する前各項のい ずれかに記載バクテリア菌株。
30、請求の範囲第1〜17項のいずれか1項記載の特性を示す生菌のバクテリ ア菌株を含有するワクチン製品を経口投与して腸疾患に対する免疫を哺乳動物に 施すために有用なワクチン。
31、コスミソドベクターを用いる〇−抗原集団のクローン化方法。
32、導入された遺伝学的物質がプラスミドpPM474、pPM476、p、 PM477、p PVA 83のいずれかひとつの中に存在する請求の範囲第1 1項記載のバクテリア菌株。
1、事件の表示 PCT/AU851000152、発明の名称 バクテリア菌 株 3、補正をする者 事件との関係 出願人 へ 手続補正書く方式〉 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 1、事件の表示 PCT/AU8510 O0152、発明の名称 バクテリア 菌株 3、補正をする者 事件との関係′ 出願人 名 称 エンテロヴアックス リサーチプロプライエタリー リミテッド 5、補正命令の日付 昭和61年4月1日国際調査報告

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.非病源体から又は病源体が非病源化された菌体から実質上誘導された一組の 遺伝子であって哺乳動物の小腸のリンパ様組織に侵入し、増加し、短期間内に転 移増殖し得る該一組の遺伝子を有し、それと共に“小腸表面及び他の分泌器管表 面におけるIgA抗体産生にもとづく防御的免疫応答を有効に誘発する抗原又は 抗原群を特性的に合成する効果を与える導入された遺伝子又は遺伝子群又はそれ らの一部分”をも有することを特徴とするバクテリア菌株。
  2. 2.産生されるIgA抗体が下記の病源性の属即ちエシェリキア、ロタウイルス 、ビブリオ、アエロモナス及びボルデテラのいかなる一属に対しても有効である 請求の範囲第1項記載のバクテリア菌株。
  3. 3.導入された遺伝学的物質が菌株の染色体中に存在する請求の範囲第1項記載 のバクテリア菌株。
  4. 4.導入された遺伝学的物質がバクテリア菌株の中のプラスミド上に存在する請 求の範囲第1項記載のバクテリア菌株。
  5. 5.非病源性バクテリウムが下記の属即ちエシエリキア、サルモネラ及びシゲラ の中から選ばれる前各項のいずれか1項記載のバクテリア菌株。
  6. 6.導入された遺伝学的物質が病源体のアドヘシン、外膜タンパク質又はリポポ リサッカライドのいずれかの合成を特性化する前各項のいずれか1項記載のバク テリア菌株。
  7. 7.導入された遺伝学的物質が腸管毒産生性エシエリキアコリのK88抗原の合 成を特性化する前各項のいずれか1項記載のバクテリア菌株。
  8. 8.導入された遺伝学的物質が腸管毒産生性エシエリキアコリのK99抗原の合 成を特性化する第1〜6項のいずれか1項記載のバクテリア菌株。
  9. 9.導入された遺伝学的物質がヒトに対して病源性である腸管毒産生性エシエリ キアコリの転移増殖因子抗原の合成を特性化する第1〜6項のいずれか1項記載 のバクテリア菌株。
  10. 10.導入された遺伝学的物質がCFA/II産生の腸管毒産生性エシエリキア コリの抗原CS1、CS2又はCS3のうちのひとつの合成を特性化する前各項 のいずれか1項記載のバクテリア菌株。
  11. 11.導入された遺伝学的物質がプラスミドpPM440、pPM500、pP M510、pPM455及びpPM431のいずれかに存在する前各項のいずれ か1項記載のバクテリア菌株。
  12. 12.pPM431の中へコードされた遺伝学的物質の全部又は一部が減毒化又 は下痢減少化の目的で欠失を受けたビブリオ菌株。
  13. 13.導入された遺伝学的物質がビプリオコレレの表面抗原の合成を特性化する 請求の範囲第1〜6項のいずれかに記載のバクテリア菌株。
  14. 14.導入された遺伝子がビプリオコレレのO−抗原の合成に有効である請求の 範囲第1項記載のバクテリア菌株。
  15. 15.合成されたO−抗原がエシエリキアコリの表面上に存在する第14項に記 載のバクテリア菌株。
  16. 16.合成されたO−抗原がサルモネラの表面上に存在する第14項記載のバク テリア菌株。
  17. 17.合成されたO−抗原がシゲラの表面上に存在する第14項記載のバクテリ ア菌株。
  18. 18.非病源性の担体バクテリアの中に適切なベクターを介して選択された遺伝 子を導入する工程を含むことを特徴とする前項のいずれか1項記載の特性を示す バクテリア菌株の製造方法。
  19. 19.ビプリオコレレのO−抗原の合成を決定する遺伝子を含有するDNAのフ ラグメント。
  20. 20.コスミッドベクターとビプリオコレレのO−抗原の合成に有効な遺伝子( 複数)との組合せ。
  21. 21.コスミッドベクターpHC79とビプリオコレレのイナバ血清型のO−抗 原の合成に有効な遺伝子(複数)との組合せであって、コスミッドpPMl00 1の全部又は一部を含有する該組合せ。
  22. 22.コスミッドベクタ−pHC79とビプリオコレレのオガワ血清型のO−抗 原の合成に有効な遺伝子(複数)との組合せであってコスミッドpPMl002 、pPMl003の全部又は一部を含有する該組合せ。
  23. 23.ビブリオDNAフラグメントとコスミッドpPMl001、pPM100 2及びpPMl003から選ばれるコスミッドとベクター又は非病源性菌株の染 色体の中へ導入されたベクターとの組合せ。
  24. 24.ビプリオコレレのO−抗原の合成に有効な遺伝子(複数)とコスミッドベ クター即ちpHC79との組合せ。
  25. 25.請求の範囲1〜6及び11〜17のいずれか1項記載の特性を示す生菌の バクテリア菌株を含むワクチン製品を経口投与してビプリオコレレにもとずく腸 疾患に対する免疫を哺乳動物に施すために有用なワクチン。
  26. 26.ビプリオコレレのO−抗原のひとつを発現させるために有効なバクテリア 菌株の製造方法において、ビプリオコレレの染色体DNAの分別及び濃縮の工程 を含み、染色体DNAを同一容器内に保持したままで溶剤抽出と濃縮とを行うこ とを特徴とする方法。
  27. 27.明細書中の記載に従って同定されたコスミッドpPM1001、pPMl 002及びpPM1003。
  28. 28.染色体DNAに対してプロナーゼを添加する工程を更に含む請求の範囲第 26項記載のバクテリア菌株の製造方法。
  29. 29.ビプリオコレレのDNAフラグメント(複数)のうちの少くとも或るフラ グメントが少くとも約32kbの塩基対合を保持するように該フラグメントを抽 出し濃縮し、該フラグメントを適切なコスミッドベクターと結合させ、次にかよ うにして形成されたコスミッドクローン担持遺伝子即ちビプリオコレレのO−抗 原(複数)のうちのひとつを発現させ得るように配置された該コスミッドクロー ン担持遺伝子を単離する各工程を包含することを特徴とするバクテリア菌株の製 造方法。
  30. 30.請求の範囲第1〜17項のいずれか1項記載の特性を示す生菌のバクテリ ア菌株を含有するワクチン製品を経口投与して腸疾患に対する免疫を哺乳動物に 施すために有用なワクチン。
  31. 31.コスミッドベクターを用いるO−抗原集団のクローン化方法。
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JP2010022228A (ja) * 2008-07-16 2010-02-04 Japan Agengy For Marine-Earth Science & Technology 接合伝達形質転換体を製造する方法及び該方法に用いられるミニセル

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010022228A (ja) * 2008-07-16 2010-02-04 Japan Agengy For Marine-Earth Science & Technology 接合伝達形質転換体を製造する方法及び該方法に用いられるミニセル

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