KR100916883B1 - 키메라 아르테리바이러스-유사 입자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아르테리바이러스 및 이들 바이러스를 원인으로 하는 감염에 대한 백신 분야에 관한 것이다. 본 발명은 적어도 제 1 아르테르바이러스로부터 유도된 제 1 구조 단백질과 제 2 구조 단백질로 이루어진 아르테리바이러스-유사 입자를 제공하며, 여기서 제 2 구조 단백질은 적어도 부분적으로 상기 제 1 아르테리바이러스로부터 유도되지 않았다.

Description

키메라 아르테리바이러스-유사 입자{CHIMERIC ARTERIVIRUS-LIKE PARTICLES}
본 발명은 아르테리바이러스(Arterivirus) 및 이들 바이러스에 의한 감염에 대항하여 유도되는 백신 분야에 관한 것이다.
돼지 생식계 및 순환계 증후군 바이러스(PRRSV: Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus)는 말 동맥염 바이러스(EAV), 젖산 탈수소효소-증진 바이러스(LDV), 및 원숭이 출혈열 바이러스(SHFV, 14)와 함께 아르테리바이러스 족(family)에 속하는 양성 사슬 RNA 바이러스이다. PRRSV는 어린 돼지(20)에서의 호흡기 문제 및 수태한 암퇘지에서의 생식 장애를 유발한다. 이것은 전 세계적 돼지 집단의 커다란 경제적 손실을 일으킨다. EAV는 암말의 생식 장애 및 유산을 일으키고, 지속적으로 감염된 종마를 유도한다. LDV 또는 SHFV로의 감염은 주로 실험실에서 실험 동물의 감염으로 중요하다.
이들 아르테리바이러스 감염에 대항하는 백신화는 종종 문제가 있다. 일반적으로 사멸된 백신은 대부분의 목적을 위하여 충분히 효과적이지 않고, 비록 생존한-감독된 아르테리바이러스 백신이 유용하다 하더라도 이 중 일부는 안전하지 않고 여전히 확산되는 것으로 나타났다. 또한, 이들 백신은 야생형 필드(field) 바이러스와 구별될 수 없다.
아르테리바이러스 게놈의 예로서 PRRSV의 게놈은 15.1kb 길이이며, RNA 의존성 RNA 폴리머라제를 코드화하는 유전자(ORF1a 및 ORF1b) 및 구조 단백질을 코드화하는 유전자(ORFs 2 내지 7; (14), (11))를 갖는다. 다른 아르테리바이러스 게놈은 약간 작지만, 모두가 구조 단백질을 코드화하는 하위게놈성 메신저 RNA를 합성한다는 점에서 같은 게놈성 구조를 가진다.
ORFs 2, 3, 및 4는 각각 GP2, GP3, 및 GP4라고 불리는 당단백질을 코드화한다. ORF5는 GP5라고 불리는 주요 외피성 (envelope) 당단백질을 코드화하고, ORF6는 막 단백질 M을 코드화하고, 그리고, ORF7은 핵캡시드 (nucleocapsid) 단백질 N을 코드화한다. 추가적인 구조 단백질(GP2b)은 작은 OFR, ORF2b에 의하여 코드화된다. PRRSV의 게놈 서열의 분석은 유럽 및 북아메리카로부터 단리 (isolation)되고, 이의 모노크로날 항체와의 반응성은 이들 대륙으로부터의 단리체가 유전적으로 구분되고, 비교적 예전의 공통 조상으로부터 갈라졌음이 분명하다(15)는 것을 나타냈다.
본 발명은 제 1 아르테리바이러스로부터 유도된 제 1 구조 단백질 및 제 2 구조 단백질로 이루어지는 아르테리바이러스-유사 입자를 제공하는데, 상기 제 2 구조 단백질의 적어도 일부는 상기 제1 아르테리바이러스로부터 유도되지 않는다. 바람직한 구체예에서, 본 발명은 적어도 둘 이상의 다른 아르테리바이러스로부터 유래된 부분으로 이루어지는 키메라 아르테리바이러스를 제공한다. 상기 부분은 상기 다른 아르테리바이러스로부터 유도된 유전자(또는 그의 부분)에 의하여 코드화되고, 적어도 일부는 서로 교환 또는 치환되는 것이 바람직하다. 비-아르테리바이러스 단백질 단편을 코드화하는 핵산의 스트레치가 아르테리바이러스의 전체 게놈에 삽입되고 이로 인하여 여기 제공된 바와 같은 부분의 교환없이 상기 게놈을 확장하는 제 2 구조 단백질의 단순한 첨가(Vries et al Virol. 270:84-97에 개시된 바와 같은)로 치환체가 이루어지지 않는다는 것을 주목하라. 본 발명의 바람직한 구체예에서, 개시된 바와 같은 상기 키메라 아르테리바이러스는 구성 (composing) 아르테리바이러스의 명확한 특징을 나타낸다.
제 1 아르테리바이러스로부터 유도되지 않은 상기 제 2 부분은 예를 들면, 여기 개시된 바와 같이 상기 제 1 구조 단백질과 함께 기능성 이량중합 (dimerisation)을 가능하게 하여 이로 인하여 이종 이량중합을 가능케 하는 다른 길이의 아미노산 스트레치를 프레임에 코드화하는, 전체적인 그러나 바람직하게는 단지 부분적인 인공의 또는 합성의 서열로 이루어질 수 있다. 이종이량체 (heterodimer)는 두 개의 다른 상호작용 펩티드 사슬의 조성물이다. 상호작용은 예를 들면 반 데르 발스 힘 또는 공유 이황화물 결합으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 당단백질과 매트릭스 또는 막 단백질의 상기한 이종 이량중합, 바람직하게는 두 당단백질의 이량중합은 생성되는 키메라성 바이러스 입자의 구조적 강도를 증가시킴으로써 입자 상에 면역학적으로 중요한 도메인이 더 잘 발현되게 하고 이를 더 좋은 백신 성분으로 만든다는 것을 발견하였다.
이종 이량중합에 포함되는 상기 부분이 구조 단백질(비 구조 단백질은 입자의 일부가 아니다)이어야 한다는 점 뿐 아니라, 제 1 아르테리바이러스로부터 유도되지 않는 상기 부분이, 예를 들면, 기능성 이량중합을 가능하게 하는, 상기 제 2 아르테리바이러스와의 상동성에 대한 특정한 기준을 가진다는 것이 바람직하다. 이종 이량중합과 관련된 다른 조건은 일반적으로 핵단백질(N)이 포함되지 않아야 한다는 점이며, EP 0 839 912호에 개시된 바와 같이 입자의 핵단백질은 상기 현상에 기여하지 않는다. 그러나, 여기 개시된 이러한 입자는 WO 98/55626에도 개시된 바와 같이 아르테리바이러스(13; EP 0 839 912)의 감염성 cDNA 클론에 기초할 수도 있는데, 여기 WO 98/55626에서 재조합 바이러스는 제 1 아르테리바이러스의 (바이러스성 폴리머라제와 같은 개방 해독틀 1a 및 1b를 코드화하는 유전자로부터의) 비구조 단백질과 제 2의 아르테리바이러스의 (개방 해독틀 2 내지 7을 코드화하는 유전자로부터의) 구조 단백질과의 결합으로 이루어진 재조합 바이러스가 개시되어 있다. 감염성 클론은 부위-배향(site-directed) 돌연변이화를 위한 우수한 수단이며 아르테리바이러스에 대항하는 신규한 생백신을 제조하는 목적을 갖는 프로젝트에 중요하다. 여기서, 본 발명자들은 PRRSV 등의 경우에서 백신화된 (즉, 여기 개시된 백신으로 백신화된) 돼지가 혈청 항체의 차이에 기초하여, 그리고 그 반대의 혈청 항체의 차이에 기초하여 필드 바이러스-감염된 돼지와 구별되거나 분별될 수 있기 위하여 게놈의 돌연변이화에 의한 소위 마커 백신을 제공한다. 이러한 구별은, 상기 제 2 구조 단백질이 상기 제 1 아르테리바이러스로부터 적어도 부분적으로 유도되지 않고, 따라서 상기 인공적, 합성적, 또는 이종성 부분에 대항하여 유도된 항체가 감지될 수 있거나 또는 백신화된 동물이 상동성의, 지금은 없어진 구조 단백질 또는 이의 부분에 대항하여 유도된 항체의 부재로 인한 진단 시험에서 감지될 수 있을 때 특히 잘 행해질 수 있다. 핵 캡시드(N)에 대항하여 유도된 항체가 종종 특히 자연적 감염에서 과잉 생산되고 백신화되지 않고 감염된 동물로부터 백신화된 경우와 구별될 수 있기 때문에, 상기 제 2 구조 단백질은 N 단백질인 것이 바람직하다. 특히, 본 발명은 상기 제 2 구조 단백질이 적어도 부분적으로는 제 2 아르테리바이러스로부터 유도되거나 적어도 상기 제 2 아르테리바이러스와의 상동성의 특정 기준(예 ＞50%)을 갖는 입자를 제공한다. 여기 제공된 입자는 또한 인터-아르테리바이러스 또는 -바이러스-유사 키메라 입자로도 불리며, 물론 비-아르테리바이러스 병원균 또는 그 항원을 코드화하는 등, 아르테리바이러스를 유도하지 않는 핵산 상의 스트레치로 구성될 수도 있다. 특히, 상기 제 1 및 제 2 구조 단백질은 두 시스테인 사이의 이황화결합에 의하여 연결된 것 같은 이종 이량체로 이루어지는 이러한 입자가 유용하다. 가장 바람직하기는, 본 발명에 따른 입자에서 상기 제 1 또는 제 2 구조 단백질이 인테그랄(integral) 막 단백질(M) 또는 그 부분으로 이루어지는 것이다.
M 단백질(18kDa)은 글리코실화되지 않고, 아르테리바이러스의 가장 보존적인 구조 단백질이다. PRRSV를 위한 위상학 및 막 연관 작용은 Meulenberg et al(14)에 의하여 최초로 제안되었다. 단백질의 N-말단 반쪽은 세 가지 전위막-스패닝 영역tial membrane-spanning region)를 가진다고 제안되고, N 말단은 외부도메인 부(extodomain part)로 이루어지고, C 말단은 내부도메인 부(endodomain part)로 이루어진다. 16 아미노산의 스트레치는 비리온 표면에 노출된다. LDV에서, M 단백질은 클래스 III 막 단백질(5)로 동정되었다. M 단백질은 바이러스 집합체 및 발아 (budding)에 중요한 역할을 하는 것으로 예상된다. ER에서, 이는 ORF5에 의하여 코드화되는 주요 당단백질 GP5(25-42kDa)와 함께 이황화-결합된 이종 이량체(3,4,10)를 형성한다. 또한, 이황화-결합된 M 단백질 동종 이량체가 또한 형성될 수 있지만, 이들은 일반적으로 비리온(3)으로 삽입되지는 않는다고 생각된다.
다른 구체예에서, 본 발명은 상기 제 1 및 제 2 구조 단백질이 GP2, GP2b, GP3, GP4, 또는 바람직하게는 GP5와 같은 당단백질(GP) 또는 그 부분으로 이루어지는 입자를 제공한다. GP5는 아르테리바이러스의 주요 당단백질이고, 클래스 I 당단백질(5)이 된다고 제안된다. 이는 신호 펩티드를 함유하고, 프로세싱 후 단백질은 짧은 N-말단 외부 도메인, 막을 세 번 통과하는 분절, 및 C-말단 내부 도메인으로 이루어진다. 또한, 외부 도메인은 N-글리코실화 부위(12)를 함유한다. 최근에는, LDV의 주요 중성화 에피토프가 ORF5 당단백질(8)의 가상적 (putative) 외부 도메인(30aa)으로 배치되었다. EAV에서, LDV보다 다소 큰 GP5의 외부 도메인은 또한 중성 에피토프를 함유한다.
M 단백질의 짧은 N-말단 외부 도메인내 시스테인 잔기가 ORF5에 의하여 코드화되는 당단백질의 외부 도메인 내 시스테인 잔기와 분자내 이황화 다리를 형성하여 이종 이량체를 제공하는데 자연적으로 포함되기 때문에, 본 발명은 상기 제1 구조 단백질은 GP5 또는 그 부분으로 이루어지고, 상기 제2 구조 단백질은 막 단백질(M) 또는 그 부분으로 이루어지는 천연적인 키메라 입자에 가까운 것을 제공한다. 바람직하게, 본 발명은 PRRS에 대항하는 백신의 생성을 위한 PRRSV-유사 입자를 제공하며, 따라서, 본 발명은 상기 제1 아르테리바이러스가 돼지 생식계 및 호흡계 증후군 바이러스(PRRSV)로 이루어지는 입자를 제공한다. 상세한 설명에서, 본 발명에 따른 입자는 상기 제2 아르테리바이러스가 젖산 탈수소효소-증진 바이러스(LDV)로 이루어지지만, 이는 이종 이량체가 이황화 다리 형성과 같은 것에 의하여 이루어질 수 있기만 하다면, 상기한 내부 도메인인 것이 바람직한 GP5 또는 그 부분이 유도된 LDV이며, 상기한 외부 도메인인 것이 바람직한 M 또는 그 부분이 유도된 PRRSV이라는 점에서 또한 반대가 될 수도 있다. 물론, 다른 아르테리바이러스가 여기 설명된 바와 같이 제 1 및/또는 제 2 아르테리바이러스로 사용될 수 있으며, 이로 인하여 상기 제 2 아르테리바이러스는 같은 종이 될 수 있지만, 상기 제 1 아르테리바이러스의 다른 균주 또는 혈청형이 될 수 있다. PRRSV에서, M 단백질과 GP5 단백질 사이의 이황화 결합이 형성된다(10)는 것이 또한 밝혀졌었다. 이 M 단백질의 시스테인 잔기는 모든 아르테리바이러스 사이에서 매우 보존성이 크다. LDV에서, 이황화 결합을 파괴하기 위하여 5-10mM DTT로 처리한 후 비리온은 자신의 감염성을 잃었다는 것이 밝혀졌다(4). EAV에서, 같은 결과가 관찰되었다(3).
본 발명은 또한 제 1 아르테리바이러스 및 제 2 구조 단백질로부터 유도된 적어도 하나의 제 1 구조 단백질을 코드화하는 핵산을 제공할 수도 있는데, 상기 제 2 구조 단백질이 적어도 부분적으로는 상기 제 1 아르테리바이러스로부터 유도되지 않으며, 상기 제 1 및 제 2 구조 단백질은 아르테리바이러스-유사 입자에 삽입될 수 있다. 여기 개시된 바와 같은 이러한 핵산 또는 이들의 전사체는 본 발명에 따른 입자의 대식세포 또는 BHK-21 세포와 같은 숙주 세포에서 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 핵산이 제공된 본 발명에 따른 입자 또한 여기 개시되는데, 여기 개시된 바와 같은 키메라 입자를 갖는 대식세포의 감염을 볼 수 있는 표 2 및 3을 참조하라.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 입자, 핵산, 또는 숙주 세포로 이루어지는 백신을 제공한다. 백신 개발 목적을 위하여, 본 발명은 바이러스의 감독을 위한 방법을 제공하고, 이들 성과 중 하나가 바이러스 감염성을 감소시킨다. 특히, 적어도 일부분은 상기 제 1 아르테리바이러스로부터 유도되지 않은 구조 단백질을 갖는 제 1 아르테리바이러스로 이루어지는 감독된 아르테리바이러스(백신)를 얻는 방법이 제공되는데, 비록 필수적이지는 않지만, 상기한 바와 같이, 상기 방법은 상기 구조 단백질이 다른 구조 단백질과 함께 이종 이량체를 갖는 것과 같이 상기 구조 단백질이 적어도 부분적으로는 제 2 아르테리바이러스로부터 유도되지 않는 방법이다. 상기 구조 단백질 중 하나가 막 단백질(M) 또는 그 부분으로 이루어질 때, 이러한 이량중합은 상기 구조 단백질 중 다른 하나가 GP5와 같은 당단백질 또는 그 부분으로 이루어지는 이들 케이스에서 적어도 특히 유용하다.
이는 M 단백질과 GP5 단백질 사이의 상호작용의 안정성을 감소시키며, 이로 인하여 감염성을 감소시킴으로써 행해진다. 특히, 감염된 바이러스가 이 시스테인 부족성 돌연변이로부터 제조되지 않기 때문에, 아르테리바이러스의 M 단백질의 외부 도메인의 제 1 시스테인 잔기(도 1 참고, 위치 8의 PRRSV 내)가 바이러스 라이프 사이클에 필수적이라고 결정하였다. 이 잔기는 M 단백질과 GP5 사이의 이황화 결합을 위하여 필수적이고, 이들 두 구조 단백질 사이의 이종성 이량중합은 수용기를 갖는 바이러스의 감염 등에 의하는 바이러스 도입을 위하여 또는 적절한 바이러스 집합체를 위하여 필수적이다. 따라서, 본 발명자들은 M 단백질의 외부 도메인의 위치 8(또는 여기서 PRRSV로 나타나는 위치와 비교하여 비슷한 위치)에 시스테인 잔기가 완전한 감염성을 유지하는데 필수적이라는 것을 보여준다. 이 목적을 위하여, 본 발명자들은 이 시스테인 잔기를 세린 잔기에 의하여 치환시키고, 두 번째로, PRRSV(13)의 감염성 cDNA 클론을 사용함에 의하여 이 잔기를 제거한다. 이들 소위 돌연변이 전체 길이 cDNA 구조물의 RNA 전사체는 BHK-21 세포로의 트란스펙션 후 바이러스성 단백질을 발현하는 능력 및 감염성 바이러스를 생성하는 이들의 능력으로 조사되었다. 또한, M 단백질의 외부 도메인의 여러 다른 돌연변이는 관련 아르테리바이러스인 LDV의 외부 도메인에 의한 LV의 외부 도메인의 교환을 포함하여 LV의 감염성 cDNA에 도입되었다(도 1). 예를 들면 표 2 및 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 야생형 또는 모입자는 항체와 반응성의 명확한 양상과 비교하여 키메라 입자로부터 분별될 수 있다; 마찬가지로 필드 바이러스로 감염된 동물은 이러한 반응성의 명확한 양상을 이용한 진단 시험과 분별될 수 있는 이러한 키메라 입자로 백신화된 동물로부터 분별될 수 있다. 이러한 진단 시험을 위한 적절한 항체는 백신에 존재하지 않거나 단지 부분적으로만 존재하는 야생형 바이러스의 항원 부분이 될 것이다. 예를 들어, 상세한 설명에 개시된 백신을 위하여, M의 외부 도메인의 16-18 아미노산 스트레치 또는 이들의 항원 부분이 Mabs 126.3 또는 126.4와 유사한 특이성을 갖는 항체와 결합되어 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한 일반적인 선택을 적용하고 기준을 조절함에 의하여 야생형 아르테리바이러스로 감염된 동물로부터 이러한 동물을 분별하는 항체의 존재 또는 부재를 위하여 본 발명에 따른 백신으로 백신화된 동물의 샘플(예: 혈액 샘플)을 시험하는 단계로 이루어지는 동물군의 아르테리바이러스 감염을 조절하거나 없애기 위한 방법을 또한 제공한다.
본 발명은 또한 발명을 제한함없이 상세한 설명에서 더 설명된다.
도 1은 아르테리바이러스 EAV, LDV-P, PRRSV-Ter Huurne, PRRSV-VR2332, 및 SHFV의 M 단백질의 아미노산 서열을 비교한 것이다.
도 2는 GP5-M 단백질 구조물이다.
도 3은 결실 돌연변이의 성장 곡선이다.
재료 및 방법
세포 및 바이러스
BHK-21 세포를 5% FBS, 10% 트립토스 포스페이트 배양액(Gibco BRL), 20mM Hepes pH 7.4(Gibco BRL), 200mM 글루타민, 10 U/ml 페니실린 및 10 ㎍/ml 스트렙토마이신이 채워진 BHK-21 배지(Gibco BRL) 중에서 성장시켰다. 돼지 폐포 마크로파지(PAMs)를 10% FBS, 10 ㎍/ml 카나마이신, 50 U/ml 페니실린 및 50 ㎍/ml 스트렙토마이신이 함유된 MCA-RPMI-1640 배지 중에 유지하였다. PAMs 상에 트랜스펙트된 BHK-21세포의 배양 상징액 중에 분비된 재조합 LV 바이러스의 일련의 계대에 의해 바이러스 군체를 생성하였다. PAMs가 보통 감염 48시간 후에 세포변성 효과(cpe)를 나타낼 때, 바이러스를 수확하였다. 종말점 희석을 사용하여 PAMs 상에서 바이러스 역가(50% 조직 배양 감염 투여량 [TCID50]/ml로 표현되는)를 측정하였다(19).
PRRSV의 M 단백질의 외부 도메인 중의 돌연변이 제조
LV(pABV437)의 게놈-길이 cDNA의 PacI-돌연변이체 내에서 M 단백질의 외부 도메인의 아미노산을 돌연변이하기 위해 PCR-변이유발을 사용하였다(13). 사용된 프라이머는 표 1에 나열되어 있다. PCR 단편은 StuI 및 HpaI로 소화되고, PRRSV의 구조 단백질을 코드하는 영역을 함유한 pABV437의 하부클론, pABV651의 이런 부위들로 결찰되었다. 표준 클로닝 과정은 반드시 (17)에 기재된 바와 같이 실행되었다. Sambrook 등에 의해 기재된 바와 같은 형질전환 조건을 사용하였다(17). 삽입된 돌연변이를 확인하기 위해 서열 분석을 시행하였다. 정확한 삽입체를 함유하는 클론을 AatII 및 HpaI으로 소화시키고, pABV의 적절한 부위에 결찰하였다.
우선, M 단백질의 외부 도메인에서 위치 8의 시스테인 잔기를 프라이머 LV217 및 LV93으로 PCR-변이유발에 의해 세린 잔기로 치환하여, 하부클론 pABV702 및 전장 클론 pABV705를 생성하였다. 부가적으로, 상기 시스테인 잔기를 프라이머 LV227 및 LV93으로 PCR-배향 변이유발하여 M의 외부 도메인으로부터 결실하였다. 이와 같이 하여 하부클론 pABV703 및 전장 cDNA 클론 pABV706을 생성하였다. 두번째로, 프라이머 LV218 및 LV93을 사용하여 M단백질(아미노산 1 내지 16)의 완전 외부 도메인을 LDV의 외부 도메인으로 치환하였다. 생성된 클론을 pABV704(하부클론) 및 pABV707(전장 cDNA 클론)로 명명하였다. 세번째로, LV219 내지 LV226을 정방향 프라이머로, LV93을 역방향 프라이머로 사용하여, ORF6의 외부 도메인 중에서 여러가지 다른 아미노산 치환 및 결실을 실행해서 하부클론 pABV732 내지 pABV736 및 전장 cDNA 클론 pABV737 내지 pABV743을 생성하였다.
서열 분석
PCR 생성물에서 유래된 하부클론의 영역을 뉴클레오티드 서열화에 의해 분석하였다. 서열은 PRISM Ready Dye Deoxy Terminator 사이클 서열화 키트 및 ABI PRISM 310 Genetic Analyzer(Perkin Elmer)를 사용하여 측정하였다.
BHK-21 세포의 인비트로 전사 및 트랜스펙션
제조된 전장 게놈성 cDNA 클론 및 그 유도체를 PvuI로 선형화하고, T7 RNA 폴리머라제를 사용하여 인비트로 전사하였다(9). 전술한 바와 같이 전기영동법에 의해, BHK-21세포를 생성된 RNA로 트랜스펙트하였다(13). 트랜스펙션 24시간 후, 배지를 수확하고, PBS로 BHK-21 세포를 세척하고, 건조시키고, 그리고 IPMA가 실행될 때까지 -20℃에 저장하였다.
PAMs의 감염
감염성 바이러스를 지키기 위해, BHK-21 세포의 배양 상징액을 트랜스펙션 24시간 후에 수확하고, PAMs에 접종하는데 사용하였다. 1시간 후, 접종물을 제거하고, 신선한 배양 배지를 첨가하였다. 감염 약 24시간 후, 배양 상징액을 수확하고, PAMs를 PBS로 세척하고, 건조시키고, 그리고 면역 페록시다제 단층 시험을 실행할때 까지 -20℃에서 저장하였다.
면역 페록시다제 단층 시험(IPMA)
전이성 발현 및 감염성 바이러스를 각각 측정하기 위해서, Wensvoort 등에 의해 기재된 방법으로 BHK-21 및 PAMs의 면역염색을 실행하였다. M 단백질의 발현 및 그 위에 항원성 부위의 존재를 고찰하기 위해, M 단백질의 미지의 항원성 부위로 배향된 모노클론성 항체(MAbs)(126.3, 126.4, 122.9, 126.12, 126.6 (18))를 사 용하였다. MAbs 122.14, 122.1 및 122.17(18)(GP3, GP4 및 N 단백질 각각에 역으로 배향된)는 다른 PRRSV 단백질의 발현을 탐지하기 위해 사용되었다.
재조합 RNA 전사체의 비-감염성 바이러스 생성의 분석
전장 cDNA 재조합체가 비-전염성인 바이러스 또는 바이러스-유사 입자로 패키징되었는가를 측정하기 위해, 트랜스펙트된 BHK-21 세포의 배양 상징액으로부터 바이러스성 RNA를 단리하였다. 500㎕ 용적의 프로티나제 K 완충액(100 mM Tris-HCl [pH 7.2], 25 mM EDTA, 300 mM NaCl, 2%[중량/용적] 도데실술폰산 나트륨) 및 0.2㎎ 프로티나제 K를 500 ㎕ 상징액에 첨가하였다. 37℃에서 30분 동안 인큐베이트한 후, RNA를 페놀-클로로포름으로 추출하고, 에탄올로 침전시켰다. 상기 RNA를 프라이머 LV76으로 역전사하였다. 그리고 나서, 돌연변이가 도입되는 영역을 포함하는 단편을 증폭시키기 위해서, 프라이머 LV35 및 LV7로 PCR을 실행하였다. cDNA 클론에 도입된 돌연변이가 단리된 바이러스성 RNA에 존재하는지를 측정하기 위해서 서열 분석을 하였다.
방사성 면역 침전(Radio Immuno Precipitation, RIP)
트랜스펙트된 BHK-21 세포의 신진대사성 라벨링에 의해 GP5 및 M 단백질의 발현을 분석하고 나서, 본래 Meulenberg 등[Meulenberg, 1996 #10]에 의해 기재된 바와 같이, GP5 또는 M 단백질 각각에 대해 역배향된 펩티드 혈청 또는 MAbs를 사용하여 면역침전하였다. 부가적으로, 비-환원 분위기하에서 세포를 용해하여 두 단백질의 공침을 조사하였다. 14% 변성 아크릴아미드 겔을 사용하여, 도데실술폰산나트륨 폴리아크릴아미드 겔 전기영동법(SDS-PAGE)으로 샘플을 분석하였다.
결과
GP5의 외부 도메인과 PRRSV의 M 단백질 사이의 이황화물 결합이 바이러스성 감염에 필수적인지 시험하기 위해, 본 발명자들은 M 단백질(10)의 아미노산 잔기 8을 세린 잔기로 치환하였다. 부가적으로, 이 시스테인 잔기를 M 단백질의 외부 도메인으로부터 결실하였다. 그리고 나서, PRRSV의 Lelystad 바이러스성 단리체의 감염성 클론 pABV437 중에 상기 시스테인 치환 및 결실 돌연변이체를 순차적으로 도입하여, 플라스미드 pABV705(C- > S) 및 pAB706(C- > 결실)을 제조하였다. 상기 전장 cDNA 클론의 RNA 전사체는 BHK-21 세포로 트랜스펙트되었고, 바이러스성 단백질의 발현이 관찰되었다. 두 경우 모두에서, 세포들은 IPMA중에 GP3, GP4 및 N 특이 MAbs로 양성 염색되었다(표 2). 또한, M 단백질에 역배향된 MAb 126.12도 양성 염색되었다. M 단백질에 역배향된 2개의 다른 MAbs인 126.3 및 126.4는 pABV705에서 유래된 전사체로 트랜스펙트된 BHK-21 세포를 염색하지만, pABV706에서 유래된 전사체로 트랜스펙트된 것들은 염색하지 않았다(표 2). 이것은 상기 MAbs가 M 단백질의 외부 도메인에 대해 역배향되거나, 적어도 상기 영역을 포함하는 18 아미노산의 일부를 함유하는 펩티드 단편에 역배향되었다는 것을 나타낸다. 감염성 바이러스를 구하기 위하여, PAMs를 감염시키기 위해 트랜스펙트된 세포의 상징액을 사용하였다. 그러나, 트랜스펙션 24시간 후에 PAMs 상에서 MAbs의 어느 것에 대해서도 염색이 검출되지 않았다(표 3). 또한, 어떤 세포변성효과(cpe)도 유발되지 않았다. 결론적으로, 치환 또는 결실에 의한 M 단백질의 8 위치에서 시스테인 잔기가 결핍된 PRRSV의 전장 cDNA 전사체는 BHK-21 세포 내에 바이러스성 단백질을 복제하고, 발현할 수 있지만, 감염성 바이러스를 생성할 수 없었다.
두번째로, M 단백질의 외부 도메인은 LDV의 외부 도메인에 의해 교환되어, 전장 cDNA 클론 pABV707을 생성하였다. 상기 PRRS 재조합체에서 유래한 전사체로 트랜스펙트된 BHK-21 세포는 GP3, GP4, N 단백질 및 M 단백질에 대해 역배향된 MAb 126.12에 대해 MAbs로 염색될 수 있지만, MAbs 126.3 및 126.4로는 염색되지 않았다(표 2). 이것은 상기 MAbs가 M 단백질의 외부 도메인과 반응한다는 상기한 결과를 확인하는 것이다. 감염성의 키메라 바이러스의 생성을 시험하기 위해, PAMs를 트랜스펙트된 BHK-21 세포의 상징액으로 감염시켰다. IPMA 중에, PAMs는 MAbs 126.3 및 126.4를 제외한 모든 것으로 염색되었다. 결론적으로, M 단백질의 외부 도메인은 LDV의 외부 도메인으로 치환되어, 여전히 돼지 폐포 마크로파지를 감염시킨 키메라 바이러스를 생성할 수 있다. 코로나바이러스에 대한 연구는 M 단백질의 모든 영역이 코로나바이러스 조합에 중요하다고 제시하고 있다(1). 바이러스의 외부에 노출되어 있는 M 단백질의 아미노-말단 영역은 바이러스 조합에 있어서 역할을 한다. 또한, 바이러스 외피의 내부에 위치한 카르복시-말단 영역도 뉴클레오캡시드와 상호작용에 의해 바이러스 조합에 중요하다. 상기 영역은 또한, 바이러스성 외피의 조합에 결정적이다. 그러나, M 단백질의 아미노-말단 영역은 M 단백질과 S 단백질간의 상호작용에 관여하지 않는 것을 나타내고 있다(2). 이것은 단백질 간의 결합이 멤브레인 수준에서 발생하고, 아마도 M 단백질 카르복시-말단 영역의 일부를 또한 포함한다는 것을 나타낸다. 또 다른 코로나바이러스인 TGEV에 있어서, M 단백질의 카르복시 말단에 대한 MAbs는 바이러스 감염성을 중화시키는 것으로 알려 져 있고(16), M 단백질의 C-말단 영역은 바이러스 입자의 외부에 노출되어 있다는 것을 나타낸다. M 단백질의 이 국소해부학은, 노출된 아미노 말단 및 바이러스내부 카르복시-말단 영역으로 이루어진, 코로나바이러스의 M 단백질에 대해 현재 알려진 구조와 대체로 공존한다. 최근 본 발명자들의 연구에서, 본 발명자들은 M 단백질의 외부 도메인에서 다른 아미노산을 돌연변이화 하였다. 본 발명자들은 독특한 결실 또는 돌연변이가 M 단백질과 GP5 사이의 이황화물 결합의 약화를 야기하는 것을 발견하였다. 이 개념은 일반적으로 구조 단백질의 정상 복제 및 발현을 나타내어, 야생형에 필적하는 면역 응답을 야기한다. 그러나, 보다 적은 수의 바이러스 입자가 생성될 것이다. 또한, 마크로파지의 감염에 있어 손상된 바이러스 입자의 생성을 야기한다. 두 경우 모두에서, PRRSV 예에 대한 돼지의 예방용의 안전한 백신으로 간주되는 바이러스를 생성한다. 또한, 본 발명자들의 결과는, LDV 외부 도메인으로 치환 때문에 M 단백질의 외부 도메인에서 돌연변이가 마커 백신의 발생을 야기할 수 있을 뿐만 아니라, 시스테인 잔기의 결실과 같은 아미노산의 일부의 결실이 두 MAbs의 결합의 손상을 야기한다는 것을 나타낸다. 이 에피토프에서 바이러스의 상기 돌연변이는 마커 백신의 발생을 초래한다. 본 연구에서, 본 발명자들은 또한 LDV의 M 단백질의 외부 도메인을 함유하는 PRRSV 전사체가 (마커) 백신으로 또한 유용한, 감염성의 키메라 바이러스를 생성한다는 것을 발견하였다.
재료 및 방법
PRRSV의 M 단백질의 외부 도메인에서 추가적인 돌연변이의 제조
우선, GP5내의 50, 111 및 117 위치에서 시스테인 잔기를 세린 잔기로 치환 하였다. 아미노산 50의 치환의 경우, 첫번째 단편에 대해서 프라이머 LV32 및 LV303, 두번째 단편에 대해서 프라이머 LV302 및 LV182로 PCR-변이유발을 실시하였다. 아미노산 111의 치환에 경우, 첫번째 단편에 대해서 프라이머 LV32 및 LV311, 두번째 단편에 대해서 프라이머 LV310 및 LV182로 PCR-변이유발을 실시하였다. 아미노산 117의 치환에 경우, 첫번째 단편에 대해서 프라이머 LV32 및 LV313, 두번째 단편에 대해서 프라이머 LV312 및 LV182로 PCR-변이유발을 실시하였다. 상기 단편들을 용해시키고, 가장 많은 5' 및 3' 프라이머를 사용하여 증폭하였다. 생성되는 단편을 pABV651 내에서 BstXI 및 NheI을 사용하여 클론하고, 생성된 클론으로부터, AatII-HpaI 단편을 pABV437의 적당한 부위로 클론하였다. 이와 같이 하여, 시스테인 잔기 50, 111 및 117의 각각에 대해서 pABV858, 861 및 859를 생성하였다.
두번째로, 아미노산 9 내지 16 영역을 M 단백질의 외부 도메인으로부터 결실하였다. 프라이머 LV32 및 LV306을 사용하여 PCR을 실시하였다. 단편을 BstXI-NheI로 소화시키고, pABV651의 이 부위로 클론하였다. 이 클론으로부터, AatII-HpaI 단편을 pABV437의 해당하는 부위로 클론하여 pABV855를 생성하였다.
세번째로, LV의 M 단백질의 외부 도메인을 코드화하는 영역을 아르테리바이러스의 영역과 치환하였다. VR2332 외부 도메인의 도입을 위해, 프라이머 LV32 및 PRRSV57과 프라이머 LV32 및 PRRSV58로 두개의 연속된 PCR을 실시하였다. BstXI 및 NheI을 사용하여 PCR 단편을 pABV651으로 클론하고, 생성된 클론으로부터 AatII 및 HpaI을 사용해서 pABV437로 클론하여, 전장 클론 pABV857을 생성하였다. EAV의 M의 외부 도메인을 도입하기 위해서, 프라이머 LV32 및 PRRSV59와 프라이머 LV32 및 PRRSV60으로 두개의 연속된 PCR을 실시하였다. 생성된 단편을 BstXI 및 NheI을 사용하여 pABV651으로 클론하고, 생성된 클론으로부터 AatII 및 HpaI을 사용해서 pABV437로 클론하여, pABV856을 생성하였다.
네번째로, LV ORF5 및 6 사이의 겹침 부분을 프라이머 LV32 및 LV358로 PCR을 실행하여 제거하였다. 생성된 PCR 단편을 pABV651의 BstXI 및 StuI 부위로 클론하였다. 생성된 클론으로부터, AatII-HpaI 단편을 pABV437로 도입하여 pABV871을 생성하였다. 상기 클론에서, 다른 아르테리바이러스의 외부 도메인을 도입하였다. VR2332의 M 단백질 외부 도메인의 도입의 경우, 하나는 LV32 및 LV357을 사용하고, 하나는 LV356 및 118U250을 사용하여 두개의 PCR 단편이 생성되었다. EAV의 M 단백질 외부 도메인의 도입의 경우, 프라이머 LV32 및 LV361과 프라이머 LV360 및 118U250으로 PCR 단편을 생성하였다. PCR 단편을 융합하고, 프라이머 LV32 및 118U250으로 증폭하였다. 두 PCR 단편을 모두 BstXI 및 HpaI로 소화시키고, pABV651의 이 부위로 결찰하였다. 생성된 클론을 모두 AatII 및 HpaI로 소화시키고, 단편들을 pABV437의 이 부위로 결찰하였다. 이와 같이 하여, VR2332의 M 단백질 외부 도메인에 대한 클론 pABV872와 EAV의 M 단백질 외부 도메인에 대한 pABV873을 생성하였다.
사용된 프라이머를 표 4에 열거하였다.
결과
M-단백질의 외부 도메인에 결실을 함유하는 전장 cDNA 클론
pABV738(aa 15 &16 결실), pABV739(aa 15 결실), pABV740(aa 15 Q to E), pABV741(aa 9 결실) 및 pABV742(aa 5 결실)의 RNA 전사물을 BHK-21 세포로 트랜스펙트하였고 IPMA중에서 트랜스펙션 후 구조단백질의 발현에 대해 시험하였다. 모든 돌연변이체에 대하여, GP3, GP4 및 N의 발현을 검출하였다. 세포들을 양성으로 염색시키는 M 단백질(126.12)에 대한 또 다른 Mab와 반대로, M 단백질에 대해 2개의 MAbs는 트랜스펙트된 세포로 염색되지 않았다. 트랜스펙트된 세포들의 배양 상징액은 PAMs를 감염시키는데 사용되어왔다. 감염 후 24시간의 염색은 모든 돌연변이체들에 대해 N 단백질의 발현을 나타내었다. 이것은 모든 돌연변이체들이 생육가능한 바이러스를 생산한다는 것을 나타낸다.
그 외에, M 단백질로부터 아미노산 9에서 16에 대한 코드영역이 결실된 돌연변이, pABV855가 고안되었다. 이것의 BHK-21 세포로의 RNA 전사의 트랜스펙션은 LV.MAbs 126.3과 126.4의 구조 단백질 모두의 발현을 나타내지만, 트랜스펙트된 세포들을 염색시키지 않았다. 트랜스펙트된 세포들의 배양 상징액으로 PAMs를 접종한 후, 구조 단백질의 발현은 검출되지 않았다. 결론적으로, 생육가능한 바이러스가 생산되지 않았다.
GP5 단백질에서의 시스테인 잔기들의 돌연변이
GP5의 시스테인 잔기들 50, 111 및 117를 세린 잔기들로 바꾸어 전장 cDNA 클론 pABV858, pABV861, 및 pABV 859를 생성하였다. 트랜스펙션 24시간 후에 IPMA에서 검출된 바에 의하면, BHK-21 세포에서의 RNA 전사체의 트랜스펙션이 구조 단백질의 모든 돌연변이체 발현에 대해 나타났다. PAMs는 트랜스펙트된 세포들의 배양 상징액으로 접종되었고 감염 24시간 후 IPMA에서 염색되었다. PAMs를 pABV858의 RNA 전사체로 트랜스펙트된 BHK-21 세포들의 배양 상징액으로 접종시켰을 때 양성 염색이 관찰되지 않은 것과 반대로, PAMs를 pABV861과 859의 RNA 전사체로 트랜스펙트된 BHK-21 세포의 배양 상징액으로 접종된 경우 세포는 양성 염색되었다. 결론적으로, GP5의 위치 50에서 시스테인 잔기는 생육가능한 바이러스의 생산에 필수적이며 잔기 111과 117은 필수적이지 않다.
다른 아르테리바이러스의 M 단백질의 외부 도메인의 도입
LDV의 M 단백질의 외부 도메인의 도입으로 생육가능한 바이러스가 생산되었으므로, 본 발명자들은 이제 VR2332의 M 단백질과 EAV의 M 단백질의 외부 도메인을 LV의 감염성 cDNA 클론에 삽입시켜, 각각 pABV857 및 pABV856을 얻었다(도 2A). 그러나, 이들 서열의 도입 모두는, 각각 GP5와 M, ORF5와 6에 대한 코드화 서열이 겹치므로, GP-5 단백질의 C-터미날에 돌연변이체를 도입한다. 그들의 RNA 전사체의 트랜스펙션은 두 돌연변이체 모두에 구조 단백질의 발현을 나타낸다. 그러나 트란트펙트된 BHK-21 세포들의 배양 상징액으로 감염된 PAMs의 염색은 음성이었다. 결론적으로, 이들 키메라 아르테리바이러스로부터 생육가능한 바이러스들이 생산되지 않았다.
ORF5와 6 사이의 겹침부분의 제거 및 키메라 서열의 도입
VR2332와 EAV의 M의 외부 도메인의 도입은 GP5의 C- 터미날을 코드화하는 영역에 돌연변이를 도입하므로, 본 발명자들은 LV의 감염성 cDNA 클론으로부터 ORFs5와 6 사이의 겹침부분을 제거하였다. 이 방법으로, 본 발명자들은 ORF5의 코드화 서열의 방해없이 아르테리바이러스 서열이 도입될 수 있는 ORF6의 영역을 생성하기 원했다. 우선, 감염성 cDNA 클론에서 ORF5와 6사이의 겹침부분을 제거하여, pABV871을 얻었다(도 2B). 그것의 RNA 전사체의 BHK-21 세포에 의한 트랜스펙션은 구조 단백질이 발현되었음을 나타내며, 이것은 복사와 전사가 모두 방해되지 않았음을 나타낸다. PAMs를 트랜스펙트된 BHK-21 세포의 배양 상징액으로의 감염은, 구조 단백질의 발현이 IPMA에 의해 검출되었고 cpe가 관찰되기 때문에, 감염성 바이러스가 생성되었음을 나타낸다. 둘째로, VR2332의 M 단백질의 외부 도메인과 EAV의 그것을 이 구조물에 도입하여, pABV872와 pABV873을 얻었다(도2B). 그들의 RNA 전사체들을 BHK-21 세포로 트랜스펙트 하였다. 126.3과 126.4를 제외한 모든 MAbs는 트랜스펙트된 세포들을 양성으로 염색시켰다. 트랜스펙트된 BHK-21 세포의 배양 상징액으로 감염된 PAMs는 IPMA중의 모든 구조 단백질의 발현을 나타낸다. 이들 결과는 다른 아르테르바이러스의 M 단백질의 외부 도메인이, GP5의 C-말단이 손상되지 않고 남은 채로, LV M 단백질의 외부 도메인의 것에 의해 기능적으로 교환될 수 있음을 나타낸다.
키메라 아르테리바이러스의 유전적 안정성
pABV707, 738, 741과 742, 871, 872와 pABV873으로부터 발생한 바이러스들이 인 비트로에서 안정하게 유지되는가를 조사하기 위해, 그들을 PAMs에서 연속적으로 계대접종하였다. 바이러스성 RNA를 5회 계대접종 후 배양 상징액으로부터 분리시키고, 유전적 분석에 의해 연구하였다. 바이러스성 RNA는 역전사되었고 도입된 결실을 측면화(flank)하는 영역은 PCR로 증폭시켰다. 단편의 서열분석은 각각의 돌연변이체에 대해 도입된 돌연변이가 여전히 존재하며, 인 비트로 계대접종 동안 측면 영역에 추가의 돌연변이가 도입되지 않았음을 나타낸다. 이들 결과는 결실이 PAMs에서의 인 비트로 계대접종동안 안정하게 유지된다는 것을 나타낸다.
성장 특성을 성장곡선에서 vABV707, vABV741와 vABV742에 대하여 결정하였고 야생형 vABV437의 성장특성과 비교하였다. PAMs를 감염 다중도 0.05에서 계대접종 5으로 감염시키고, 배양 매질을 여러 시간간격으로 수확하였다. 대식세포에서의 희석 종말점으로 바이러스 역가를 결정하였다. 모든 경우에, 본 발명자들은 성장률은 유사하지만, 생육가능한 바이러스의 양은 최고 역가에 도달한 후 빠르게 감소함을 발견하였다. 이 결과는 발생된 바이러스들이 백신목적에 더욱 유용한 특성을 갖는 이열성(thermoliable)임을 나타낼 수 있다.
표 1
Figure 112002037955757-pct00001
표 1 (계속)
Figure 112002037955757-pct00002
표 2
pABV437, 705, 706 및 707의 전사체로 트랜스펙트된 BHK-21의 염색
pABV GP3(122.14) GP4(122.1) M(126.3) M(126.4) M(126.12) N(122.17)
437 + + + + + +
705 + + + + + +
706 + + - - + +
707 + + - - + +
+: 염색됨
-: 염색 안됨
표 3
pABV437, 705, 706 및 707로 트랜스펙트된 BHK-21 세포의 상징액으로 감염된 PAMs의 염색
pABV M(126.3) N(122.17)
437 + +
705 - -
706 - -
707 + +
+: 염색됨
-: 염색 안됨
표 4
Figure 112002037955757-pct00003

백신화 실시예
8주령 돼지를 특이화 PRRSV-돌연변이체로 백신화 한 후 야생형 PRRSV (EU 및 US형)의 비(卑) 내의 접종; 바이러스 운동 역학 및 항체 반응
도입부
돼지 번식 및 호흡기 증후군 바이러스(PRRSV)는 낙태 및 임신 3기의 암퇘지에게 약한 동산군(同産群)의 원인이 된다. 더구나, 이것은 어린 돼지의 호흡기 질환의 원인이 될 수 있다. 임신한 암퇘지의 임신 말기(80-95일)의 PRRSV 감염은 특히 출산시 및 출산후 첫째주 동안에 이 암퇘지의 새끼들의 높은 수준의 사망율에 기인한, 중대한 번식 실패의 원인이 된다. PRRSV는 도처에 존재하는 병원균이다. 두 개의 독특한 항체의 유형은 즉, 유럽형 및 미국형으로 구별될 수 있다. PRRSV 감염 후 임상적인 영향은 포함된 균주의 유형에 의존한다. PRRS 백신에 의한 돼지의 백신화는 동물 및 농장 수준에서 실시되는 PRRSV-면역성 검사에 영향을 준다. 바이러스혈증의 기간 및 수준, 및 필드-바이러스(field-virus)의 발산은 이 백신화에 의해 감소된다.
2세대 PRRS 백신의 개발을 위해, 새로운 후보 물질이 시험되었다. 그러므로, PRRSV-면역성 검사 후에, 8주된 돼지를 다수의 특이 PRRSV-돌연변이체(재조합 바이러스)로 백신화하였다. 이 바이러스 노출의 운동 역학은 동형 및 이형 배치 양쪽 모두에서, 바이러스혈증 및 효능 촉진제 반응의 기간 및 수준에 기초를 두고 계산하였다.
연구의 목적
PRRSV-돌연변이체의 면역학적인 효율 및 안정성은 백신화-(동형의 및 이형의) 면역성 검사 모형에 백신으로 사용하여 결정하였다. 이것과 함께, 돌연변이체 면역원성을 시험하였다.
연구 도안
네 개의 PRRSV 돌연변이체를 다음의 기준으로 수행하여 시험하였다.
- 5번의 인 비트로 계대접종 후 유전적인 안정성 (세포 배양)
- 동물에 3주 노출 후 유전적인 안정성
- 면역원성(IDEXX 엘리자로 결정된)
다음의 돌연변이체를 시험하였다;
vABV707: LDV-PRRS 키메리 바이러스 (M 교환의 외부 도메인)
vABV641: PRRSV의 M-단백질의 aa9 결실
vABV746: ORF7의 C-말단 부위에서 18 뉴클레오티드
vABV688: ORF2의 88-95 위치에서의 돌연변이
양성 비교대조군으로서, 다음의 바이러스가 사용되었다;
vABV437: 레일스타드(Lelystad) 바이러스의 야생형 재조합
각각의 돌연변이체를 각각 8주령 SPF-돼지 5마리로 이루어진 두 그룹에서 시험하였다
모든 그룹은 각자 어떠한 접촉없이 완전히 분리되었다. 비백신화 미끼 돼지 2 마리(그러므로, 각각의 돌연변이체 그룹당 한마리)는 백신화 24시간 후 백신화된 돼지와 합쳤고 그로부터 제 28일에 제거하고 죽였다.
5마리의 백신화로 이루어진 각각의 2그룹(돌연변이 당)에서, 동물 2마리를 백신화 제 28일에 야생형 바이러스(즉, PRRSV의 유럽형 균주의 대표형인 레일스타드 바이러스(LV-tH) 또는 PRRSV의 미국형(US) 균주의 대표형인 SDSU#73)으로 면역성 검사하였다.
백신화된 다른 세 마리는 이들 면역성 검사된 동물로부터 24시간 동안 분리하고, 그 후에 다시 합쳤다. 면역성 검사 후 28일째에, 모든 돼지를 제거하고 말살하였다.
vABV437를 양성 대조군으로 제공하였다. 면역성 검사 대조군은 LV-tH 및 SDSU#73으로 면역성 검사 효율을 조절하기 위하여 면역성 검사부터 시작하여 14일 동안 포함하고, 이 동물은 면역성 검사 상태 중의 다른 동물에서 개시된 바와 같이 처리하였다.
돼지의 배치는 표 5.에 약술하였다.
표 5
지정 그룹으로 돼지 배치. 각각의 돌연변이 그룹은 백신화 돼지 5마리와 미끼 동물 1마리로 이루어졌다(*따라서, 각각의 PRRSV-돌연변이체는 2그룹이다). 그룹 11 및 12은 그룹당 동물 5마리로 이루어진 면역성 검사 비교대조군 그룹(**)으로 제공되었다; 이들 돼지 중 단지 2마리가 비내적으로 LV-tH 또는 SDSU#73에 노출되었다. 모든 돌연변이 그룹은 격리 재조합 시설에 수용되었고, 야생형 그룹은 표준 격 리 시설에 수용되었다.
Figure 112002037955757-pct00004
백신은 SOP(2㎖를 어깨 및 오른쪽 귀 사이의 목 중간쯤에 근육내로 깊게 주입; 최소 역가 105 TCID50/㎖)에 따라서 근육내로 투여되었다. 모든 접종물은 사용 전후에 적정되고 항상 얼음물 속에서 유지되었다.
실험 동물
8주령의 PRRSV 없이 시험된 SPF 돼지 70마리.
연구의 실행(표 6)
표 6
각 돌연변이체 그룹에 대한 유효한 연구 경로
일 활동
-5에서 0 동물의 순응화
-2 IDEXX-엘리자용 혈청 샘플화
매일 일반적인 임상 상태
0 그룹당 동물 5마리의 백신화(2㎖ 근육내 투여)
1 미끼 동물
주당 3x 샘플화 바이러스 격리(주당 3x) 및 IDEXX-엘리자(주당 1x) 용 혈청 샘플화
28일 미끼 동물의 제거 및 LV-tH 또는 US 바이러스로 백신화물 2마리의 면역성 검사(각각의, 돌연변이체 그룹당 안정한 1 및 2마리)
주당 3x 샘플화 바이러스 격리(주당 3x) 및 IDEXX-엘리자(주당 1x) 용 혈청 샘플화
56 완결; 돼지 말살
각 그룹의 돼지에 돌연변이체 바이러스 또는 야생형 바이러스가의 노출된 후 어떠한 역반응도 관찰되지 않았다.
표 7 및 8는 혈청으로부터의 PRRS 바이러스 격리 결과 및 산출된 바이러스혈증 등급을 나타낸다. 정의된 샘플화 관점에서 바이러스혈증의 발생율은 일반적이고 발표된 기술을 사용하여 돼지 폐포 마크로파지에서의 바이러스 분리에 의하여 결정된다.
1:10의 혈청 샘플 희석물에서의 바이러스 양성은 (+)으로 나타내고, (++)는 1:100의 혈청 샘플 희석물에서의 바이러스 양성을 나타낸다. 이러한 결과는 (유형 1) 각 그룹에서 바이러스-노출 동물의 퍼센트(각 시점에서의 각각의 바이러스 양성 동물 = 1점, 그리하여 100%(=12/12)의 최대 등급이 얻어질 수 있고, (유형 2) 노출된 동물의 최대 바이러스혈증의 퍼센트로서 그룹 총 "바이러스혈증 등급"을 산출하기 위해 사용되었다. 후자의 경우에, 얻어질 수 있는 100%(=24/24)의 최대 등급은 최대 바이러스혈증이 각각의 개별적인 동물에 대해 2점(샘플의 1:100 희석물)으로 등급된다는 사실에 기초하였다. 모든 돌연변이체 바이러스 그룹은 vABV437에 비교하여 감소된 유형 1 및 유형 2 바이러스혈증 등급을 보였다. vABV707 백신화 돼지는 모든 다른 그룹에서 돼지의 등급에 비교하여 면역성 검사에 앞서서 감소된 유형 1 및 유형 2 바이러스혈증 등급을 보였다. 면역성 검사시에 어떠한 동물도 더 이상 바이러스혈증을 나타내지 않았다. 모든 미끼 동물은 바이러스혈증이 되었고 혈청변환되었고, 이것은 바이러스가 노출된 돼지로부터 미끼 동물로 영향을 주었다는 것을 의미한다. 이것은 돼지에 대한 돌연변이체 바이러스의 초기 노출이 이종성 야생성 면역성 검사 후의 바이러스혈증의 거의 완벽한 예방에 의하여 결정되는 유효한 면역학 반응 및 면역성 검사 대조군에 비교하여 이종적인 면역성 검사 후에 바이러스혈증의 명확한 감소를 설명한다. 백신화된 미끼 동물은 효과적으로 보호되었다.
백신화 후 혈청학적 반응 및 면역성 검사에서 각 연구 그룹 사이에 어떠한 차이도 기록할 수 없었다.
면역성 검사 대조군 모두는 14일의 연구 기간 중에 바이러스혈증을 나타내었고, 상기 바이러스혈증은 비내적으로 노출된 돼지에서 가장 우세하였다.
표 7
유형 1의 바이러스혈증 등급. 그룹 총 "바이러스혈증 등급"은 각 그룹에서 바이러스-노출된 동물의 퍼센트로서 산출되었다. 각 시점에서 각각의 바이러스 양성 동물 = 1점, 따라서 100%(=12/12)의 최대 등급을 얻을 수 있다.
Figure 112002037955757-pct00005
표 8
노출된 동물의 최대 바이러스혈증 퍼센트로 산출된, 유형 2 바이러스혈증 등급. 최대등급 100%(=24/24)는 각 시점에서 각각의 개별 동물에 대하여 최대 바이러스혈증이 2점(샘플의 1:100 희석물)이라는 사실을 기초로 얻을 수 있다.
Figure 112002037955757-pct00006

결론
연구된 재조합 돌연변이체 PRRS 바이러스는 야생형(vABv437)과 비교하여 바이러스혈증(길이 및 높이)의 감소에 의하여 결정된 바와 같이 감소된 독성을 나타낸다. 모든 돌연변이체는 야생형 필드 PRRSV로부터 돼지를 보호하는데 효과적인 면역 반응을 부추긴다. 동종의 보호는 이종의 것보다 더욱 효과적인 것으로 보인다. vABV707는 시험된 바이러스로부터 가장 적합한 백신인 것으로 보인다.
체액 반응은 모든 경우에서 시판중인 엘리자(IDEXX)로 측정하였다. 어떠한 역반응도 나타나지 않았다.
참조문헌
Figure 112002037955757-pct00007
Figure 112002037955757-pct00008

Claims (22)

  1. 적어도 제1 아르테리바이러스의 당 단백질 5 (GP5) 및 상기 제1 아르테리바이러스 유래의 막 단백질 (M)을 포함하는 아르테리바이러스-유사 입자로, 상기 막 단백질의 외부도메인(extodomain)이 제2 아르테리바이러스의 막 단백질의 외부도메인과 교환되어 있고, 상기 제1 및 제2 아르테리바이러스가 돼지 생식계 및 호흡계 증후군 바이러스(PRRSV), 젖산 탈수소효소-증진 바이러스 (LDV) 및 말 동맥염 바이러스(EAV)로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 아르테리바이러스-유사 입자.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제2 아르테리바이러스가 상기 제1 아르테리바이러스와는 동일한 종류(genus)이지만 상이한 균주(strain) 또는 혈청형(serotype)인 것인 아르테리바이러스-유사 입자.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 제1 아르테리바이러스가 돼지 생식계 및 호흡계 증후군 바이러스(PRRSV)인 아르테리바이러스-유사 입자.
  9. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 제2 아르테리바이러스가 젖산 탈수소효소-증진 바이러스 (LDV)인 아르테리바이러스-유사 입자.
  10. 제 1 아르테리바이러스의 GP5를 코드화하고 그리고 상기 제1 아르테리바이러스 유래의 막 단백질 (M)을 코드화하는 핵산으로, 상기 막 단백질의 외부도메인이 제2 아르테리바이러스의 막 단백질의 외부도메인과 교환되어 있고, 상기 GP5 및 막 단백질은 아르테리바이러스-유사 입자에 통합 (incorporation)을 허용하고, 상기 제 1 및 제2 아르테리바이러스가 PRRSV, LDV 및 EAV로 구성되는 군으로부터 선택되고, PRRSV, LDV 및 EAV의 코드화된 막 단백질의 서열들은 도 2에 도시되어 있는 바와 같은 것인 핵산.
  11. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 제 10항에 따른 핵산을 포함하는 아르테리바이러스-유사 입자.
  12. 삭제
  13. 제 1항 또는 제 3항에 따른 아르테리바이러스-유사 입자 또는 제 10항에 따른 핵산을 포함하는 백신.
  14. 감독된 아르테리바이러스을 얻는 방법으로,
    제1 아르테리바이러스에, 막 단백질(M)인 구조 단백질을 제공하는 것을 포함하고, 여기서 상기 막 단백질의 외부도메인이 제2 아르테리바이러스의 막 단백질 의 외부도메인과 교환되어 있고, 상기 제1 및 제2 아르테리바이러스가 PRRSV, LDV 및 EAV로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 제 14항에 있어서, 상기 제1 아르테리바이러스가 돼지 생식계 및 호흡계 증후군 바이러스(PRRSV)인 방법.
  22. 제 14항 또는 제 21항에 있어서, 상기 제2 아르테리바이러스가 젖산 탈수소효소-증진 바이러스(LDV)인 방법.
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