KR20100032920A - 식물에서 생산된 헤마글루티닌을 포함하는 인플루엔자 바이러스-유사 입자(VLPs) - Google Patents

식물에서 생산된 헤마글루티닌을 포함하는 인플루엔자 바이러스-유사 입자(VLPs) Download PDF

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Abstract

식물 또는 식물의 일부에서 인플루엔자 바이러스-유사 입자(VLP)를 합성하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 식물에서 인플루엔자 HA의 발현과 크기 배제 크로마토그래피에 의한 정제를 포함한다. 또한, 본 발명은 인플루엔자 HA 단백질과 식물 지질을 포함하는 VLP에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 인플루엔자 HA를 암호화하는 핵산 및 벡터에 관한 것이다. 이 VLP를 사용하여 인플루엔자 백신을 제조하거나, 또는 기존의 백신에 부가할 수 있다.

Description

식물에서 생산된 헤마글루티닌을 포함하는 인플루엔자 바이러스-유사 입자(VLPs){INFLUENZA VIRUS-LIKE PARTICLES(VLPs) COMPRISING HEMAGGLUTININ PRODUCED WITHIN A PLANT}
본 발명은 바이러스-유사 입자의 생산에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 인플루엔자 항원을 포함하는 바이러스-유사 입자의 생산에 관한 것이다.
인플루엔자는 호흡기 바이러스로 인한 인간의 사망에 있어서 제일의 원인이다. 일반적인 증상은 특히 발열, 인후통, 숨가쁨 및 근육통을 포함한다. 독감 시즌에 인플루엔자 바이러스는 세계 인구의 10-20%를 감염시키고 사망자는 연간 250-500,000명에 이른다.
인플루엔자 바이러스는 감염된 포유동물 세포의 원형질막으로부터 발아하는 외피보유 바이러스이다. 이들은 존재하는 핵단백질 및 바탕질 단백질 항원에 기초하여 A, B 또는 C 타입으로 분류된다. 인플루엔자 A 타입 바이러스는 출현한 헤마글루티닌(HA)과 뉴라미니다제(NA) 표면 당단백질의 조합에 따라서 서브타입들로 더 세분될 수 있다. HA는 숙주 세포에 결합하여 세포로 침투하는 바이러스의 능력을 좌우한다. NA는 숙주 세포 및 바이러스 표면 단백질 상의 글리칸 사슬로부터 말단 시알산 잔기를 제거하여 바이러스 응집을 방지하고 바이러스 이동을 촉진한다. 현재 16개의 HA(H1-H16)와 9개의 NA(N1-N9) 서브타입이 인정된다. 각 A 타입 인플루엔자 바이러스는 HA 중 1개 타입과 NA 당단백질 중 1개 타입을 제시한다. 일반적으로 각 서브타입은 종 특이성을 나타내는데, 예를 들어 모든 HA 및 NA 서브타입은 조류를 감염시킬 수 있는 것으로 알려져 있지만, 인간은 서브타입 H1, H2, H3, H5, H7, H9, H10, N1, N2, N3 및 N7 만이 감염시킬 수 있는 것으로 나타났다(Horimoto 2006; Suzuki 2005). H5, H7 및 H9를 포함하는 인플루엔자 바이러스는 인플루엔자 A 바이러스의 가장 고도한 병원성 형태라고 생각되며, 앞으로 대유행을 일으킬 가능성이 크다.
인플루엔자의 대유행은 일반적으로 전염성과 바이러스성이 높은 인플루엔자 바이러스에 의해 일어나며, 전세계에서 질병 및 사망의 수준을 상승시킬 수 있다. 새로운 인플루엔자 A 서브타입의 출현은 20세기에 4번의 주요한 대유행을 초래하였다. 1918-1919년에 H1N1 바이러스에 의해 일어난 스페인 독감은 1917년과 1920년 사이에 전세계에서 5,000만 명 이상의 사망자를 냈다. 새로운 서브타입 출현에 대한 위험이나 동물에 특유한 서브타입이 사람에게 전염되는 것의 위험이 현재 항상 존재하고 있다. 특히 우려되는 것은 바이러스성이 매우 높은 형태의 조류 인플루엔자("조류독감"이라고도 한다)로서, 이것은 출현은 세계 각지에서 몇 세기 전부터 보고되었다. 많은 경우 이 조류독감은 48시간 내에 100%에 근접하는 사망률을 초래할 수 있다. 조류 인플루엔자 바이러스(H5N1)는 1997년에 홍콩에서 최초로 확인된 후, 야생 조류의 이주 패턴과 연계되어 다른 아시아 국가들과 유럽으로 전파되었다.
현재 인간이 인플루엔자와 싸우는 방법은 연례적인 예방접종이다. 일반적으로 백신은 다가오는 "독감 시즌"에서 유력한 균주일 것으로 예상되는 몇 가지 균주들의 조합이다. 이런 예상은 세계보건기구에 의해 조정된다. 일반적으로 매년 많은 백신 용량이 생산되지만 전세계 인구에 예방접종하기에는 충분하지 않다. 예를 들어, 캐나다와 미국은 인구의 약 1/3을 면역화할 수 있는 충분한 백신 용량을 획득하지만, 유럽연합에서는 인구의 단지 17%에만 예방접종할 수 있다. 현재 인플루엔자 백신의 세계적 생산은 전 세계적인 독감 대유행에 직면해서는 불충분함에 틀림없다. 해당하는 해에는 필요한 연간 생산량이 다소 충족될 수 있다 해도, 유력한 균주는 매년 변화하므로 당해에 필요성이 적을 때 비축하는 것은 비실용적이다. 효과적인 인플루엔자 백신의 경제적인 대규모 생산은 정부와 민간 사업자에게 똑같이 중요한 관심거리이다.
백신에 사용되는 바이러스 스톡은 멸균된 난에서 생산된다. 바이러스 입자를 수거하여, 비활성화 바이러스 백신을 위해 세정제로 파괴하여 비활성화시킨다. 감독된 생백신은 저온 성장에 적합하게 된 인플루엔자 바이러스로 제조되는데, 이것은 정상 체온에서는 백신이 감독된다는 것을 의미한다. 5-49세의 개체에 사용하기 위한 이러한 백신은 미국에서 라이센스를 갖고 있다. 비활성화 전 바이러스 백신은 화학 제제를 사용한 비활성화에 의해서 무해하게 되며, 이들은 배아기 난이나 포유동물 세포 배양물에서 생산된다. 이런 모든 타입의 백신은 어떤 특정한 이점과 단점을 나타낸다. 전 바이러스로부터 유래하는 백신의 한 이점은 이러한 백신에 의해서 유도되는 면역성의 타입이다. 일반적으로 분할 백신은 강한 항체 반응을 유도하는데 비해, 전 바이러스로 만든 백신은 항체(체액성) 반응과 세포성 반응을 모두 유도한다. 백신에 의해 유도되는 방어력과 서로 관련되는 기능적 항체 반응이 라이센스를 얻기 위한 기준이지만, 인플루엔자 면역성에서 T-세포 반응 역시 중요하다는 증거가 점점 증가하고 있으며, 이것은 또한 노인층에서 더 나은 방어력을 제공할 수 있다.
세포성 면역반응을 유도하기 위해서 전 바이러스로 만든 백신이 개발되었다. 인플루엔자 균주(예를 들어, H5N1)의 높은 병원성으로 인해 이들 백신은 BL3+ 시설에서 생산된다. H5N1과 같은 병원성이 높은 인플루엔자 균주에 대해, 일부 제조자들은 인플루엔자 균주의 병원성이 감소하여 독성이 없어지고, 배아기 난이나 포유동물 세포 배양물에서 더 쉽게 생산될 수 있도록 헤마글루티닌 유전자 서열을 변형하였다. 또한, 헤마글루티닌과 뉴라미니다제 단백질의 유전자 서열을 고-수율 저 병원성 인플루엔자 도너 균주(A/PR/8/34; Quan F-S et al, 2007)에서 클로닝한 재배열 인플루엔자 균주를 사용하는 제조자들도 있다. 이런 방법들은 유용한 백신을 생산할 수는 있지만, 정상적인 해의 전 세계적 필요를 충족하는데 필요한 규모로서 백신의 고-용적, 저-비용 및 신속 생산에 대한 필요성의 해결책을 제공하지는 못하며, 대유행에 직면해서는 불충분하다는 것이 거의 확실하다.
이러한 역 유전자 기술을 사용하여 HA 단백질의 유전자 서열을 돌연변이시켜 독성을 없애는 것이 필요할 수도 있다. 병원성이 높은 인플루엔자 균주에 대한 전 바이러스 백신의 생산은 구속 과정을 요하거나, 또는 얻어진 백신이 순환 바이러스의 유전자 서열과 정확하게 일치하지 않기도 한다. 감독된 생백신의 경우에는 투여된 백신이 숙주의 인플루엔자 바이러스와 재조합되어 새로운 인플루엔자 바이러스를 유도할 수 있는 위험이 여전히 존재한다.
이 방법은 항원 에피토프 및 번역-후 변형을 유지하지만, 전 바이러스의 사용으로 인한 오염의 위험과 바이러스 균주에 따른 수율의 가변성을 비롯한 많은 단점이 있다. 바이러스를 난에 도입함으로 인한 바이러스에서의 유전자 이종성으로 인해 방어력이 최적 수준을 약간 밑돌 수 있다. 다른 단점은 난을 획득하기 위한 광범한 계획, 정제에 사용되는 화학물질에 의한 오염 위험, 및 긴 생산 시간을 포함한다. 또한, 난 단백질에 과민성인 사람은 백신을 맞기 위한 적격한 후보가 될 수 없다.
대유행의 경우, 분할 백신 제품은 난에서 성장하도록 균주를 개조해야 할 필요성과 달성되는 생산 수율이 가변적이라는 것 때문에 한계가 있다. 계절 백신의 제조를 위해 수년 동안 이 기술이 사용되었지만, 대유행에 시의적절하게 대응하는 것은 어려울 수 있으며, 전 세계적인 제조 용량도 제한적이다.
난의 사용을 피하기 위해서 인플루엔자 바이러스는 또한 포유동물 세포 배양물, 예를 들어 MDCK 또는 PERC.6 세포 등에서 생산되었다. 또 다른 접근법은 바이러스 유전자를 사용한 세포 형질전환에 의해 바이러스를 생산하는 역 유전학이다. 그러나, 이런 방법들은 역시 전 바이러스의 사용을 요할 뿐만 아니라, 정교한 방법과 특수한 배양 환경이 필요하다.
재조합 인플루엔자 백신 후보로서 몇 가지 재조합 산물이 개발되었다. 이런 접근법은 인플루엔자 A 타입 HA 및 NA 단백질의 발현, 생산, 및 정제에 초점을 맞추고 있으며, 바쿨로바이러스 감염된 곤충 세포(Crawford et al, 1999; Johansson, 1999), 바이러스 벡터, 및 DNA 백신 구성물(Olsen et al., 1997)을 사용한 이들 단백질의 발현을 포함한다.
인플루엔자 바이러스 감염의 상세한 내용은 잘 알려져 있다. 간단히 말하자면, 시알산-함유 세포 수용체(당단백질 및 당지질)에 비리온 표면 HA 단백질이 부착됨으로써 감염 사이클이 개시된다. NA 단백질이 시알산 수용체의 프로세싱을 매개하며, 세포로의 바이러스 침투는 HA-의존성 수용체-매개 세포내이입에 좌우된다. 인플루엔자 비리온을 함유하는 내재화된 엔도솜의 산성 경계에서 HA 단백질이 입체형태적으로 변화되어 바이러스와 세포막이 융합되고, 뉴클레오캡시드-회합된 리보뉴클레오단백질(RNP)로부터 바이러스로 코팅되지 않은 MI 단백질이 M2-매개 방출되며, 이것이 세포핵으로 이동하여 바이러스 RNA가 합성된다. HA 단백질에 대한 항체는 바이러스 감염성을 중화함으로써 바이러스 감염을 방어하는 반면, NA 단백질에 대한 항체는 바이러스 복제의 초기 단계에서 이들의 효과를 매개한다.
Crawford 등(1999)은 바쿨로바이러스 감염된 곤충 세포에서 인플루엔자 HA의 발현을 개시한다. 발현된 단백질은 조류 H5 및 H7 인플루엔자 서브타입에 의해 야기되는 치명적인 인플루엔자 질환을 예방할 수 있는 것으로 설명된다. Johansson 등(1999)은 바쿨로바이러스-발현된 인플루엔자 HA 및 NA 단백질이 동물에서 종래의 백신에 의해 유도된 것보다 우수한 면역반응을 유도한다고 교시한다. 말 인플루엔자 바이러스의 바쿨로바이러스-발현된 헤마글루티닌의 면역원성 및 효능이 동종성 DNA 백신 후보와 비교되었다(Olsen et al., 1997). 종합적으로 이들 데이터는 다양한 실험 접근법을 사용했을 때 상이한 동물 모델에서 재조합 HA 또는 NA 단백질에 의해 인플루엔자 바이러스 시험감염에 대한 높은 정도의 방어력이 유도될 수 있음을 증명한다.
표면 인플루엔자 당단백질 HA 및 NA가 인플루엔자 바이러스에 대한 방어 면역성을 유도하는데 있어서 일차 표적이며, M1이 인플루엔자에 대한 세포 면역성의 보존된 표적을 제공한다는 것이 이전 연구에서 밝혀졌기 때문에, 새로운 백신 후보는 단백질 거대분자 입자, 예를 들어 바이러스-유사 입자(VLP)로서 이들 바이러스 항원을 포함할 수 있다. 백신 제품으로서 VLP는 체액성 면역반응과 세포성 면역반응을 모두 자극할 수 있으며, 서브유닛이나 재조합 항원보다 더 면역원성이라는 이점을 제공한다(Grgacic and Anderson, 2006). 더욱이, 이들 인플루엔자 항원을 가진 입자는 다수의 인플루엔자 바이러스 균주에 대한 중화 항체들을 도출하는 입체형태적 에피토프를 나타낼 수 있다.
백신 목적을 위해 비-감염성 인플루엔자 바이러스 균주를 생산하는 것이 우연한 감염을 피하기 위한 한 방식이 된다. 대안으로서, 배양된 바이러스의 대용물로서 바이러스-유사 입자(VLP)가 조사되었다. VLP는 바이러스 캡시드의 구조를 모방하지만, 게놈을 결여하기 때문에 복제할 수 없거나 또는 이차 감염 수단을 제공할 수 없다.
재조합 인플루엔자 단백질이 포유동물 발현 플라스미드 또는 바쿨로바이러스 백터를 사용한 세포 배양물에서 VLP로 자체 회합된다는 것이 몇몇 연구에서 증명되었다(Gomez-Puertas et al., 1999; Neumann et al., 2000; Latham and Galarza, 2001). Gomez-Puertas 등(1999)은 인플루엔자 VLP의 효과적인 형성이 몇 가지 바이러스 단백질의 발현 수준에 좌우된다는 것을 개시한다. Neumann 등(2000)은 클로닝된 cDNA로부터 전체적으로 감염성 인플루엔자 바이러스-유사 입자를 생성하기 위한 포유동물 발현 플라스미드-기반 시스템을 확립하였다. Latham and Galarza (2001)는 HA, NA, M1 및 M2 유전자를 공-발현하는 재조합 바쿨로바이러스로 감염된 곤충 세포에서 인플루엔자 VLP의 형성을 보고했다. 이들 연구는 인플루엔자 비리온 단백질들이 진핵 세포에서 공-발현될 때 자체 회합될 수 있음을 증명하였다.
Gomez-Puertas 등(2000)은 헤마글루티닌(HA)에 더하여 인플루엔자 바이러스의 바탕질 단백질(M1)이 곤충 세포로부터 VLP가 발아되는데 필수적임을 교시한다. 그러나, Chen 등(2007)은 VLP 형성에 M1이 필요하지 않을 수도 있다고 교시하며, M1과 VLP의 효과적인 방출에는 HA 및 NA에 의해 제공된 시알리다제 활성의 존재가 필요했다는 것을 관찰했다. NA는 VLP를 생산하는 세포의 표면에서 당단백질의 시알산을 절단하여 VLP를 배지로 방출한다.
Quan 등(2007)은 바쿨로바이러스 발현 시스템(곤충 세포)에서 생산된 VLP 백신이 일부 인플루엔자 바이러스 균주(A/PR8/34(H1N1)에 대한 방어 면역성을 유도한다는 것을 교시한다. Quan에 의해 연구된 VLP는 원형질막으로부터 발아하는 것으로 관찰되었고, 포유동물 시스템(MDCK 세포)에서 얻어진 것들과 유사한 정확한 크기와 형태를 가진다고 생각되었다.
외피보유 바이러스는 감염된 세포로부터 "발아할" 때 지질 외피를 획득할 수 있으며, 원형질막으로부터, 또는 내부 소기관의 원형질막으로부터 막을 획득할 수 있다. 인플루엔자 바이러스 입자 및 VLP는 숙주 세포의 원형질막으로부터 발아한다. 포유동물 또는 바쿨로바이러스 세포 시스템에서, 예를 들어 인플루엔자는 원형질막으로부터 발아한다(Quan et al., 2007). 단지 소수의 외피보유 바이러스만이 식물을 감염시킬 수 있다고 알려져 있다(예를 들어, 토포바이러스 및 랍도바이러스 류). 공지된 식물 외피보유 바이러스 중에서도 이들은 숙주 세포의 내부 막으로부터 발아하고, 원형질막으로부터는 발아하지 않는 것을 특징으로 한다. 소수의 재조합 VLP가 식물 숙주에서 생산되었지만, 어느 것도 원형질막으로부터 유래하지는 않았는데, 이것은 인플루엔자 VLP를 비롯한 원형질막-유래 VLP가 식물에서 생산될 수 있는지의 문제를 야기한다.
현재 인플루엔자 VLP 제조 기술은 다수 바이러스 단백질의 공-발현에 의존하는데, 대유행 및 연례적인 유행 시기에는 백신접종에 있어서 대응시간이 중요하므로 이러한 의존성은 이들 기술의 단점으로 나타난다. 단지 하나의 바이러스 단백질의 발현에 의존하는 더 간단한 VLP 제조 시스템이 백신 개발을 가속하는데 바람직할 수 있다.
인플루엔자로부터 전세계 인구를 보호하고 앞으로의 대유행을 저지하기 위하여 백신 제조자들은 백신 용량을 생산하는 효과적이고 신속한 방법을 개발할 필요가 있을 것이다. 현재 백신 제조에 수정된 난을 사용하는 것으로는 불충분하며 긴 과정을 수반한다.
본 발명은 개선된 인플루엔자 바이러스-유사 입자(VLP)를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따라서, 식물에서 활성인 조절 영역에 작동 가능하게 연결된 외피보유 바이러스로부터의 항원을 암호화(encoding)하는 뉴클레오티드 서열을 포함하는 핵산이 제공된다. 항원은 인플루엔자 헤마글루티닌(HA)일 수 있다.
또한, 본 발명은 식물에서 인플루엔자 바이러스-유사 입자(VLP)를 생산하는 방법을 제공하며, 상기 방법은
a) 식물에서 활성인 조절 영역에 작동 가능하게 연결된, 외피보유 바이러스로부터의 항원, 예를 들어 인플루엔자 헤마글루티닌(HA)을 암호화하는 핵산을 식물 또는 식물의 일부에 도입하는 단계, 및
b) 핵산의 발현을 허용하는 조건하에서 식물 또는 식물의 일부를 인큐베이션하여 VLP를 생산하는 단계
를 포함한다.
상기 방법은 식물을 수거하는 단계, 및 식물 조직으로부터 VLP를 정제 또는 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 방법에 있어서, 도입 단계(단계 a)에서 핵산이 식물에서 일시적으로 발현되거나, 또는 식물에서 안정하게 발현될 수 있는 것을 포함한다. 더욱이, VLP는 크기 배제 크로마토그래피를 이용하여 정제될 수 있다.
또한, 본 발명은 인플루엔자 바이러스 HA 단백질 및 하나 이상의 식물 지질을 포함하는 바이러스-유사 입자(VLP)를 제공한다.
또한, 인플루엔자 바이러스 HA 단백질, 하나 이상의 식물 지질 및 제약학적으로 허용되는 담체를 포함하는, 유효 용량의 VLP를 포함하는 조성물이 본 발명에 포함된다.
또한, 본 발명은 식물에서 VLP를 형성하는 HA 단백질의 단편 또는 일부분을 고찰한다.
VLP는 H1, H2, H3, H4, H5, H6, H7, H8, H9, H1O, H11, H12, H13, H14, H15 또는 H16을 포함하는 하나 이상의 서브타입의 HA 단백질, 또는 이들의 단편 또는 일부분을 포함할 수 있다. 이러한 HA 단백질을 포함하는 서브타입의 예는 A/New Caledonia/20/99(H1N1), A/Indonesia/5/2006(H5N1), A/chicken/New York/1995, A/ herring gull/DE/677/88(H2N8), A/Texas/32/2003, A/mallard/MN/33/00, A/northern pintail/TX/828189/02, A/duck/Shanghai/1/2000, A/Turkey/Ontario/6118/68(H8N4), A/shoveler/Iran/G54/03, A/chicken/Germany/N/1949(H10N7), A/duck/England/56(H 11N6), A/duck/Alberta/60/76(H12N5), A/Gull/Maryland/704/77(H13N6), A/Mallard/ Gurjev/263/82, A/duck/Australia/341/83(H15N8), A/black-headed gull/Sweden/5/ 99(H16N3), B/Lee/40, C/Johannesburg/66, A/PuertoRico/8/34(H1N1), A/Brisbane/ 59/2007(H1N1), A/Solomon Islands 3/2006(H1N1), A/Brisbane 10/2007(H3N2), A/ Wisconsin/67/2005(H3N2), B/Malaysia/2506/2004, B/Florida/4/2006, A/Singapore/ 1/57(H2N2), A/Anhui/1/2005(H5N1), A/Vietnam/1194/2004(H5N1), A/Teal/HongKong/ W312/97(H6N1), A/Equine/Prague/56(H7N7), A/HongKong/1073/99(H9N2)를 포함한다.
본 발명의 한 양태에서, HA 단백질은 H1, H2, H3, H5, H6, H7 또는 H9 서브타입일 수 있다. 다른 양태에서, H1 단백질은 A/New Caledonia/20/99(H1N1), A/ PuertoRico/8/34(H1N1), A/Brisbane/59/2007(H1N1) 또는 A/Solomon Islands 3/2006 (H1N1) 균주로부터 유래할 수 있다. 또한, H3 단백질은 A/Brisbane10/2007(H3N2) 또는 A/Wisconsin/67/2005(H3N2) 균주로부터 유래할 수 있다. 본 발명의 또 다른 양태에서, H2 단백질은 A/Singapore/1/57(H2N2) 균주로부터 유래할 수 있다. H5 단백질은 A/Anhui/1/2005(H5N1), A/Vietnam/1194/2004(H5N1) 또는 A/Indonesia/5/ 2005 균주로부터 유래할 수 있다. 본 발명의 한 양태에서, H6 단백질은 A/Teal/ HongKong/W312/97(H6N1) 균주로부터 유래할 수 있다. H7 단백질은 A/Equine/Prague /56(H7N7) 균주로부터 유래할 수 있다. 본 발명의 한 양태에서, H9 단백질은 A/ HongKong/1073/99(H9N2) 균주로부터 유래할 수 있다. 본 발명의 추가의 양태에서, HA 단백질은 B/Malaysia/2506/2004 또는 B/Florida/4/2006를 포함하는 B 타입 바이러스일 수 있는 인플루엔자 바이러스로부터 유래할 수 있다. H1, H2, H3, H5, H6, H7 또는 H9 서브타입으로부터의 HA 단백질의 아미노산 서열의 예는 SEQ ID NO: 48-59를 포함한다.
인플루엔자 바이러스 HA 단백질은 H5 Indonesia일 수 있다.
또한, 본 발명은 HA 단백질을 암호화하는 서열을 포함하는 핵산 분자를 제공한다. 핵산 분자는 HA 단백질을 암호화하는 서열에 작동 가능하게 연결된 하나 이상의 조절 영역을 더 포함할 수 있다. 핵산 분자는 H1, H2, H3, H4, H5, H6, H7, H8, H9, H1O, H11, H12, H13, H14, H15 또는 H16을 암호화하는 서열을 포함할 수 있다. 본 발명의 한 양태에서, 핵산 분자에 의해서 암호화된 HA 단백질은 H1, H2, H3, H5, H6, H7 또는 H9 서브타입일 수 있다. 핵산 분자에 의해 암호화된 H1 단백질은 A/New Caledonia/20/99(H1N1), A/PuertoRico/8/34(H1N1), A/Brisbane/59/2007 (H1N1) 또는 A/Solomon Islands 3/2006(H1N1) 균주로부터 유래한다. 본 발명의 한 양태에서, 핵산 분자에 의해 암호화된 H3 단백질은 A/Brisbane 10/2007(H3N2) 또는 A/Wisconsin/67/2005(H3N2) 균주로부터 유래할 수 있다. 본 발명의 또 다른 양태에서, 핵산 분자에 의해 암호화된 H2 단백질은 A/Singapore/1/57(H2N2) 균주로부터 유래할 수 있다. 핵산 분자에 의해 암호화된 H5 단백질은 A/Anhui/1/2005(H5N1), A/Vietnam/1194/2004(H5N1) 또는 A/Indonesia/5/2005 균주로부터 유래할 수 있다. 본 발명의 한 양태에서, 핵산 분자에 의해 암호화된 H6 단백질은 A/Teal/HongKong/ W312/97(H6N1) 균주로부터 유래할 수 있다. 또한, 핵산 분자에 의해 암호화된 H7 단백질은 A/Equine/Prague/56(H7N7) 균주로부터 유래할 수 있다. 이에 더하여, 핵산 분자에 의해 암호화된 H9 단백질은 A/HongKong/1073/99(H9N2) 균주로부터 유래할 수 있다. H1, H2, H3, H5, H6, H7 또는 H9 서브타입으로부터의 이러한 HA 단백질을 암호화하는 핵산 분자의 서열의 예는 SEQ ID NO: 36-47 및 60-73을 포함한다.
핵산 서열은 인플루엔자 바이러스 HA 단백질 H5 Indonesia를 암호화할 수 있다.
HA 단백질을 암호화하는 서열에 작동 가능하게 연결될 수 있는 조절 영역은 식물 세포, 곤충 세포 또는 효모 세포에서 작동하는 것들을 포함한다. 이러한 조절 영역은 플라스토시아닌 조절 영역, 리불로오스 1,5-비스포스페이트 카르복실라제/옥시게나제(RuBisCO)의 조절 영역, 클로로필 a/b 결합 단백질(CAB), ST-LS1, 폴리헤드린 조절 영역 또는 gp64 조절 영역을 포함할 수 있다. 다른 조절 영역은 5' UTR, 3' UTR 또는 터미네이터 서열을 포함한다. 플라스토시아닌 조절 영역은 자주개자리 플라스토시아닌 조절 영역일 수 있다. 또한, 5' UTR, 3' UTR 또는 터미네이터 서열도 자주개자리 서열일 수 있다.
또한, 피험체에서 인플루엔자 바이러스 감염에 대한 면역성을 유도하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 인플루엔자 바이러스 HA 단백질, 하나 이상의 식물 지질 및 제약학적으로 허용되는 담체를 포함하는 바이러스-유사 입자를 투여하는 단계를 포함한다. 바이러스-유사 입자는 피험체에게 경구, 피내, 비내, 근육내, 복강내, 정맥내, 또는 피하 경로로 투여될 수 있다.
또한, 본 발명은 인플루엔자, 홍역, 에볼라, 마르부르크 및 HIV로 구성되는 군으로부터 선택된 바이러스로부터 유래된 하나 이상의 단백질, 및 비-시알릴화 숙주 생산 세포로부터 유래된 하나 이상의 지질을 포함하는 바이러스-유사 입자(VLP)에 관한 것이다. HIV 단백질은 p24, gp120 또는 gp41일 수 있다. 에볼라 바이러스 단백질은 VP30 또는 VP35일 수 있다. 마르부르크 바이러스 단백질은 Gp/SGP일 수 있다. 홍역 바이러스 단백질은 H-단백질 또는 F-단백질일 수 있다.
이에 더하여, 본 발명은 인플루엔자 바이러스 HA 단백질 및 하나 이상의 숙주 지질을 포함하는 바이러스-유사 입자(VLP)에 관한 것이다. 예를 들어, 숙주가 곤충인 경우, 바이러스-유사 입자(VLP)는 인플루엔자 바이러스 HA 단백질 및 하나 이상의 곤충 지질을 포함할 수 있고, 또는 숙주가 효모인 경우, 바이러스-유사 입자(VLP)는 인플루엔자 바이러스 HA 단백질 및 하나 이상의 효모 지질을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 인플루엔자의 둘 이상의 균주 또는 서브타입의 VLP를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 둘 이상의 서브타입 또는 균주는 A/New Caledonia/20 /99(H1N1), A/Indonesia/5/2006(H5N1), A/chicken/New York/1995, A/herring gull/ DE/677/88(H2N8), A/Texas/32/2003, A/mallard/MN/33/OO, A/duck/Shanghai/1/2000, A/northern pintail/TX/828189/02, A/Turkey/Ontario/6118/68(H8N4), A/shoveler/ Iran/G54/03, A/chicken/Germany/N/1949(H10N7), A/duck/England/56(H11N6), A/duck/Alberta/60/76(H12N5), A/Gull/Maryland/704/77(H13N6), A/Mallard/Gurjev/ 263/82, A/duck/Australia/341/83(H15N8), A/black-headed gull/Sweden/5/99(H16 N3), B/Lee/40, C/Johannesburg/66, A/PuertoRico/8/34(H1N1), A/Brisbane/59/2007 (H1N1), A/Solomon Islands 3/2006(H1N1), A/Brisbane 10/2007(H3N2), A/Wisconsin /67/2005(H3N2), B/Malaysia/2506/2004, B/Florida/4/2006, A/Singapore/1/57(H2N 2), A/Anhui/1/2005(H5N1), A/Vietnam/1194/2004(H5N1), A/Teal/HongKong/W312/97 (H6N1), A/Equine/Prague/56(H7N7) 또는 A/HongKong/1073/99(H9N2)를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다. VLP의 둘 이상의 서브타입 또는 균주는 대략 등량으로 존재할 수 있다. 또는 달리, 서브타입 또는 균주 중 하나 이상이 제시된 균주 또는 서브타입의 대부분일 수 있다.
본 발명은 동물 또는 표적 생물에서 인플루엔자 바이러스 감염에 대한 면역성을 유도하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 비-시알릴화 숙주, 예를 들어 식물 숙주, 곤충 숙주 또는 효모 숙주를 사용하여 생산된 하나 이상의 VLP를 포함하는 백신의 유효 용량을 투여하는 단계를 포함한다. 백신은 경구, 피내, 비내, 근육내, 복강내, 정맥내, 또는 피하 경로로 투여될 수 있다. 표적 생물은 인간, 영장류, 말, 돼지, 새(조류), 물새, 철새, 매추라기, 오리, 거위, 가금류, 닭, 낙타, 개과, 개, 고양이과, 고양이, 호랑이, 표범, 사향고양이, 밍크, 흰가슴담비, 흰족제비, 애완동물, 가축, 생쥐, 래트, 바다표범, 고래 등을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명은 VLP를 생산할 수 있는 적합한 숙주, 예를 들어 식물, 곤충 또는 효모에서 상이한 인플루엔자 균주로부터의 헤마글루티닌(HA)을 함유하는 VLP를 생산하는 방법을 제공한다. 식물에서 생산된 VLP는 식물 기원의 지질을 함유하고, 곤충 세포에서 생산된 VLP는 곤충 세포의 원형질막으로부터의 지질(일반적으로 "곤충 지질"이라고 한다)을 포함하며, 효모에서 생산된 VLP는 효모 세포의 원형질막으로부터의 지질(일반적으로 "효모 지질"이라고 한다)을 포함한다.
식물에서 VLP의 생산은 곤충 세포 배양물에서 이들 입자를 생산하는 것에 비해 몇 가지 이점을 나타낸다. 식물 지질은 특정 면역세포를 자극하여 유도된 면역반응을 증진시킬 수 있다. 식물 막은 지질, 포스파티딜콜린(PC) 및 포스파티딜에탄올아민(PE)으로 이루어지며, 또한 식물 및 일부 박테리아와 원생동물에 특유한 글리코스핑고지질을 함유한다. 스핑고지질은 PC나 PE처럼 글리세롤의 에스테르가 아니라, 18개를 초과하는 탄소를 함유하는 지방산 사슬과 아미드 결합을 형성하는 장쇄 아미노 알코올로 구성된다는 점에서 일반적이지 않다. PC 및 PE뿐만 아니라 글리코스핑고지질도 수지상세포 및 대식세포와 같은 항원-제시 세포(APC) 및 흉선과 간의 B 및 T 림프구를 포함하는 다른 세포들과 마찬가지로 포유동물 면역세포에 의해서 발현된 CD1 분자와 결합할 수 있다(Tsuji M., 2006). 더욱이, 식물 지질 존재의 잠재적 애쥬번트 효과에 더하여, 항원-제시 세포에 의한 당단백질 항원의 포착을 촉진하는 식물 N-글리칸의 능력(Saint-Jore-Dupas, 2007)이 식물에서 VLP를 생산하는 것의 이점일 수 있다.
이론과 결부시키고 싶지는 않지만, 다른 제조 시스템에서 제조된 VLP보다 식물-제조 VLP가 더 강한 면역반응을 유도할 것이며, 이들 식물-제조 VLP에 의해 유도된 면역반응은 생백신 또는 감독된 전 바이러스 백신에 의해 유도된 면역반응에 비하여 더 강할 것이라고 예상된다.
전 바이러스로 만든 백신과는 반대로, VLP는 비-감염성이라는 이점을 제공하며, 따라서 구속적인 생물학적 봉쇄가 감염성인 전 바이러스를 사용하여 작업하는 경우처럼 중요한 문제는 아니며 생산에 필요하지도 않다. 식물-제조 VLP는 발현 시스템을 온실이나 야외에서 성장시킬 수 있다는 것을 또 다른 이점으로 제공하며, 따라서 상당히 더 경제적이고 대규모화에 적합하다.
이에 더하여, 식물은 시알산 잔기를 합성하거나 단백질에 시알산 잔기를 부가하는데 연루되는 효소를 포함하지 않는다. VLP는 뉴라미니다제(NA) 없이 생산될 수 있으며, NA의 공-발현이나, 또는 생산된 세포 또는 추출물을 시알리다제(뉴라미니다제)로 처리하는 것 없이도 식물에서 VLP 생산이 보장된다.
본 발명에 따라서 생산된 VLP는 RNA와 결합한다고 알려진 M1 단백질을 포함하지 않는다. RNA는 VLP 제제에서 오염물질이며, VLP 제품에 대해 규제당국의 승인을 얻는데 있어서 바람직하지 않다.
본 발명의 개요가 반드시 본 발명의 모든 특징을 설명하지는 않는다.
본 발명의 이들 및 다른 특징들이 첨부된 도면을 참조하여 다음의 설명으로부터 더 명백해질 것이다.
도 1a는 본 발명의 구체예에 따라서 H1의 발현에 사용된 자주개자리 플라스토시아닌-기반 발현 카세트의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 8). 단백질 이황화 이소머라제(PDI) 신호 펩티드에 밑줄이 쳐있다. 클로닝에 사용된 BglII(AGATCT) 및 SacI(GAGCTC) 제한 부위는 볼드체로 나타낸다. 도 1b는 인플루엔자 헤마글루티닌의 기능 도메인의 도식적 다이아그램을 도시한다. HA0의 절단 후, HA1과 HA2 단편이 이황화 다리에 의해 함께 결합되어 남는다.
도 2a는 HA 서브타입 H1의 발현을 위해 조립된 플라스미드 540을 도시한다. 도 2b는 HA 서브타입 H5의 발현을 위해 조립된 플라스미드 660을 도시한다.
도 3은 헤마글루티닌 H1 또는 H5를 생산하는 잎으로부터의 단백질 추출물의 크기 배제 크로마토그래피를 도시한다. 도 3a는 H1의 용출 프로파일을 도시한다; 블루 덱스트란 2000(삼각형) 및 단백질(다이아몬드). 도 3b는 크기 배제 크로마토그래피(S500HR 비드) 후에 H1 용출 분획의 면역검출(웨스턴 블롯; 항 H1)을 도시한다. 도 3c는 H5의 용출 프로파일을 도시한다; 블루 덱스트란 2000(삼각형) 및 단백질(다이아몬드). 도 3d는 크기 배제 크로마토그래피(S500HR 비드) 후에 H5 용출 분획의 면역검출(웨스턴 블롯; 항 H5)을 도시한다.
도 4는 크기 배제 칼럼의 용출 분획 9로부터의 거대 헤마글루티닌 H1 및 H5 구조의 전자현미경 사진을 도시한다. 도 4a는 H1으로부터의 VLP의 50,000배 확대 사진으로서 다수의 유사한 구조들의 존재를 나타낸다(바 200nm). 도 4b는 H1으로부터의 150,000배 확대 사진이다(바 100nm). 도 4c는 H5로부터의 VLP의 50,000배 확대 사진으로서 다수의 유사한 구조들의 존재를 나타낸다(바 50nm).
도 5a는 H1의 N-말단 단편의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 1). 도 5b는 H1의 C-말단 단편을 도시한다(SEQ ID NO: 2). 도 5c는 H1의 HA0을 암호화하는 완전한 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 28).
도 6은 초기 ATG의 바로 상류의 HindIII 부위와 중단(TAA) 코돈의 바로 하류의 SacI 부위가 측면에 위치한 H5를 암호화하는 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 3).
도 7a는 프라이머 Plasto-443c의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 4). 도 7b는 프라이머 SpHA(Ind)-Plasto.r의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 5). 도 7c는 프라이머 Plasto-SpHA(Ind).c의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 6). 도 7d는 프라이머 HA(Ind)-Sac.r의 서열을 도시한다(SEQ ID NO:7).
도 8a는 HA1 펩티드 서열의 아미노산 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 9). 도 8b는 HA5 펩티드 서열의 아미노산 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 10). 네이티브 신호 펩티드를 볼드체로 나타낸다.
도 9는 인플루엔자 A 서브타입 H7의 HA의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 11).
도 10a는 인플루엔자 A HA 서브타입 H2의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 12). 도 10b는 인플루엔자 A HA 서브타입 H3의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 13). 도 10c는 인플루엔자 A HA 서브타입 H4의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 14). 도 10d는 인플루엔자 A HA 서브타입 H5의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 15). 도 10e는 인플루엔자 A HA 서브타입 H6의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 16). 도 10f는 인플루엔자 A HA 서브타입 H8의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 17). 도 10g는 인플루엔자 A HA 서브타입 H9의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 18). 도 10h는 인플루엔자 A HA 서브타입 H10의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 19). 도 10i는 인플루엔자 A HA 서브타입 H11의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 20). 도 10j는 인플루엔자 A HA 서브타입 H12의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 21). 도 10k는 인플루엔자 A HA 서브타입 H13의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 22). 도 10l은 인플루엔자 A HA 서브타입 H14의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 23). 도 10m은 인플루엔자 A HA 서브타입 H15의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 24). 도 10n은 인플루엔자 A HA 서브타입 H16의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 25). 도 10o는 인플루엔자 B HA의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 26). 도 10p는 인플루엔자 C HA의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 27). 도 10q는 프라이머 XmaI-pPlas.c의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 29). 도 10r은 프라이머 SacI-ATG-pPlas.r의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 30). 도 10s는 프라이머 SacI-PlasTer. c의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 31). 도 10t는 프라이머 EcoRI-PlasTer.r의 서열을 도시한다(SEQ ID NO: 32).
도 11은 본원에서 사용된 몇몇 구성물을 도식화하여 나타낸 것이다. 구성물 660은 플라스토시아닌 프로모터(Plasto)와 터미네이터(Pter)에 작동 가능하게 연결된 HA 서브타입 H5를 암호화할 수 있는 뉴클레오티드 서열을 포함한다; 구성물 540은 자주개자리 단백질 이황화 이소머라제 신호 펩티드(SP PDI)와 조합하여 HA 서브타입 H1을 암호화할 수 있는 뉴클레오티드 서열을 포함하며, 플라스토시아닌 프로모터(Plasto)와 터미네이터(Pter)에 작동 가능하게 연결된다; H1을 암호화하는 뉴클레오티드 서열인 HA 서브타입 H1의 발현을 위해 조립된 구성물 544는 자주개자리 단백질 이황화 이소머라제 신호 펩티드(SP PDI) 및 GCN4pII 로이신 지퍼(HI의 막통과 도메인 및 세포질 꼬리를 대신)와 조합되고, 플라스토시아닌 프로모터(Plasto)와 터미네이터(Pter)에 작동 가능하게 연결된다; 인플루엔자 A/PR/8/34로부터의 M1 코딩 영역의 발현을 위한 구성물 750은 담배 식각 바이러스(TEV) 5' UTR과 조합되고, 이중 35S 프로모터와 Nos 터미네이터에 작동 가능하게 연결된다.
도 12는 구성물 660으로 형질전환된 N. benthamiana 잎으로부터의 단백질 추출물에서 항-H5(Vietnam) 항체를 사용한 H5의 면역검출을 도시한다(레인 3). 검출시 인플루엔자 A/Vietnam/1203/2004로부터의 시판되는 H5를 양성 대조군으로 사용했고(레인 1), 빈 벡터로 형질전환된 잎으로부터의 단백질 추출물을 음성 대조군으로 사용했다(레인 2).
도 13은 크기 배제 크로마토그래피에 의한 헤마글루티닌 구조의 특성화를 도시한다. H5, H1, 가용성 H1 또는 H1과 M1를 생산하는 별도의 바이오매스로부터의 단백질 추출물을 S-500 HR에서 겔 여과하여 분리했다. 또, 로제트 형태의 시판되는 H1을 분별했다(H1 로제트). 도 13a는 상대 단백질 함량에 대해 분석된 용출 분획을 도시한다(상대 단백질 수준 - 바이오매스 분별의 표준 단백질 용출 프로파일이 도시된다). 블루 덱스트란 2000(2MDa 기준 표준물질)의 용출 피크가 표시된다. 도 13b는 항-H5(Vietnam) 항체(H5에 대한)를 사용한 면역블롯팅에 의해서 헤마글루티닌의 존재에 대해 분석된 용출 분획을 도시한다. 도 13c는 H1에 대한 항-인플루엔자 A 항체에 대해 분석된 용출 분획을 도시한다. 도 13d는 가용성 H1에 대한 항-인플루엔자 A 항체에 대해 분석된 용출 분획을 도시한다. 도 13e는 H1 로제트에 대한 항-인플루엔자 A 항체에 대해 분석된 용출 분획을 도시한다. 도 13f는 H1+M1에 대한 항-인플루엔자 A 항체에 대해 분석된 용출 분획을 도시한다.
도 14는 농도차 수크로오스 원심분리에 의한 인플루엔자 H5 구조의 농도 및 헤마글루티닌-농축 분획의 전자현미경 검사를 도시한다. 도 14a는 수크로오스 밀도 구배 원심분리에 따른 분획의 특징을 도시한다. 각 분획은 항-H5(Vietnam) 항체를 사용한 면역블롯팅에 의해서 H5의 존재에 대해(위쪽 패널), 그리고 상대 단백질 함량 및 혈구응집 능력(그래프)에 대해 분석되었다. 도 14b는 수크로오스 구배 원심분리로부터의 분획 17, 18 및 19를 모은 것의 음성 염색 투과 전자현미경 검사를 도시한다. 바는 100nm이다.
도 15는 인플루엔자 H5 VLP의 정제를 도시한다. 도 15a는 정화 단계에서 단백질 함량의 코마시 블루 염색된 SDS-PAGE 분석을 도시한다 - 레인 1, 조 추출물; 레인 2, pH 6-조정된 추출물; 레인 3, 열처리된 추출물; 레인 4, DE-여과된 추출물; 페투인 친화성 정제 단계: 레인 5, 로딩; 레인 6, 세척; 레인 7, 용출(10x 농축). 도 15b는 정제된 H5 VLP 샘플의 음성 염색 투과 전자현미경 검사를 도시한다. 바는 100nm이다. 도 15c는 분리된 H5 VLP를 확대한 것으로서 구조를 상세히 볼 수 있다. 도 15d는 균주 A/Vietnam/1203/2004(H5N1)로부터의 HA에 대해 생긴 토끼 다클론성 항체를 사용한 코마시-염색된 환원 SDS-PAGE(레인 A) 및 웨스턴 블롯(레인 B) 상의 H5 VLP 산물을 도시한다.
도 16은 인플루엔자 A 바이러스(A/New Caledonia/20/99(H1N1)) 헤마글루티닌 (HA) 유전자, 완성형 cds의 뉴클레오티드 서열을 도시한다. GenBank Accession No. AY289929(SEQ ID NO: 33).
도 17은 단백질 이황화 이소머라제에 대한 Medicago sativa mRNA에 대한 뉴클레오티드 서열을 도시한다. GenBank Accession No. Z11499(SEQ ID NO: 34).
도 18은 인플루엔자 A 바이러스(A/Puerto Rico/8/34(H1N1)) 세그먼트 7의 뉴클레오티드 서열, 완성형 서열을 도시한다. GenBank Accession No. NC_002016.1 (SEQ ID NO: 35).
도 19는 H5 생산 조직의 양성 염색 투과 전자현미경 관찰에 의한 VLP 축적의 국부화를 도시한다. CW: 세포벽, ch: 엽록체, pm: 원형질막, VLP: 바이러스-유사 입자. 바는 100nm이다.
도 20은 식물-제조 인플루엔자 H5 VLP 또는 재조합 가용성 HA로 백신접종한 Balb/c 마우스에 추가접종한 후 제14일의 혈청 항체 반응의 유도를 도시한다. 도 20a는 근육내 주사를 통해 면역화된 마우스의 항체 반응이다. 도 20b는 비내 투여를 통해 면역화된 마우의 항체 반응이다. 항체 반응은 불활성화된 전체 H5N1 바이러스(A/Indonesia/5/05)에 대해 측정하였다. GMT: 기하 평균 역가. 값들은 그룹 당 5마리 마우스의 상호 종점 역가의 GMT(log2)이다. 바는 평균 편차를 나타낸다. 재조합 가용성 HA와 비교하여 * p<0.05.
도 21은 식물-제조 인플루엔자 H5 VLP 또는 재조합 가용성 HA로 백신접종한 Balb/c 마우스에 추가접종한 후 제14일의 혈구응집 억제 항체 반응(HAI)을 도시한다. 도 21a는 근육내 주사를 통해 면역화된 마우스의 항체 반응이다. 도 21b는 비내 투여를 통해 면역화된 마우스의 항체 반응이다. HAI 항체 반응은 불활성화된 전체 H5N1 바이러스(A/Indonesia/5/05)를 사용하여 측정하였다. GMT: 기하 평균 역가. 값들은 그룹 당 5마리 마우스의 상호 종점 역가의 GMT(log2)이다. 바는 평균 편차를 나타낸다. 재조합 가용성 HA와 비교하여 * p<0.05 및 ** p<0.01.
도 22는 마우스에서 VLP의 면역원성에 대한 애쥬번트의 효과를 도시한다. 도 22a는 근육내 주사를 통해 면역화된 마우스에 대한 명반의 효과이다. 도 22b는 비내 투여를 통해 면역화된 마우스에 대한 키토산의 효과이다. HAI 항체 반응은 불활성화된 전체 H5N1 바이러스(A/Indonesia/5/05)를 사용하여 측정하였다. GMT: 기하 평균 역가. 값들은 그룹 당 5마리 마우스의 상호 종점 역가의 GMT(log2)이다. 바는 평균 편차를 나타낸다. 재조합 가용성 HA와 비교하여 * p<0.05.
도 23은 VLP 투여에 대한 항체 반응을 도시한다. 도 23a는 추가접종 후 제30일의 근육내 주사에 의해 백신접종한 마우스에서의 항-Indonesia/5/05 면역글로불린 이소타입이다. 값들은 그룹 당 5마리 마우스의 상호 종점 역가의 GMT(log2)이다. 코팅제로서 불활성화된 전 바이러스를 사용하여 ELISA를 수행하였다. 바는 평균 편차를 나타낸다. 상응하는 재조합 가용성 HA와 비교하여 * p<0.05, ** p< 0.001. 도 23b는 불활성화된 전 바이러스에 대한 항체 역가이다. 모든 그룹은 음성 대조군과 통계적으로 상이하다.
도 24는 1차 용량 후 제2주(2주), 추가접종 후 제14일(5주) 또는 추가접종 후 제30일(7주)의 동종성 불활성화된 전 바이러스(A/Indonesia/5/05)에 대한 항체 역가를 도시한다. GMT: 기하 평균 역가. 값들은 그룹 당 5마리 마우스의 상호 종점 역가의 GMT(log2)이다. 재조합 가용성 HA와 비교하여 * p<0.05.
도 25는 혈청 항체의 시험관내 교차-반응성을 도시한다. 도 25a는 불활성화된 전 바이러스에 대한 항체 역가이다. 도 25b는 다양한 불활성화된 전 바이러스에 대한 혈구응집 억제 역가이다. 값들은 그룹 당 5마리 마우스의 상호 종점 역가의 GMT(log2)이다. 바는 평균 편차를 나타낸다. 모든 그룹은 음성 대조군과 통계적으로 상이하다. 상응하는 재조합 가용성 HA와 비교하여 * p<0.05, ** p<0.001.
도 26은 식물에서 제조된 H5 VLP의 효능을 도시한다. 도 26a는 인플루엔자 균주 A/Turkey/582/06(H5N1)의 10 LD50(4.09 x 105 CCID50)으로 시험감염한 후 마우스의 생존율이다. 도 26b는 시험감염 후 면역화된 마우스의 체중이다. 값들은 생존한 마우스의 평균 체중이다.
도 27은 식물-유래 인플루엔자 VLP의 기원을 도시한다. 도 27a는 정제된 인플루엔자 VLP의 극성 지질 조성이다. 40μg 단백질의 등량에 함유된 지질을 설명된 대로 VLP로부터 추출하고 HP-TLC에 의해서 분리하여 고도로 정제된 담배 원형질막(PM)으로부터 분리된 지질의 이동 프로파일과 비교했다. 지질들의 약자는 다음과 같다: DGDG, 디갈락토실디아실글리세롤; gluCER, 글루코실세라마이드; PA, 포스파트산; PC, 포스파티딜콜린; PE, 포스파티딜에탄올아민; PG, 포스파티딜글리세롤; PI, 포스파티딜이노시톨; PS, 포스파티딜세린; SG, 스테릴글리코시드. 도 27b는 정제된 인플루엔자 VLP의 중성 지질 조성이다. 20μg 단백질의 등량에 함유된 지질을 설명된 대로 VLP로부터 추출하고 HP-TLC에 의해서 분리하여 시토스테롤의 이동과 비교했다. 도 27c는 정제된 VLP와 담배 잎(PML) 및 BY2 담배 세포(PMBY2)로부터의 고도로 정제된 PM 중 원형질막 마커 프로톤 펌프 ATPase(PMA)의 면역검출이다. 18μg의 단백질을 각 레인에 로딩했다.
도 28은 클론 774의 DraIII에서부터 SacI 부위에 걸친 서열을 도시한다 - A/ Brisbane/59/2007(H1N1)의 뉴클레오티드 서열(SEQ ID NO: 36). 코딩 서열 측면에 플라스토시아닌 조절 영역이 5' 단부의 DraIII 제한 부위에서 시작하여 위치하고, 3' 단부에 중단 코돈과 SacI 부위가 위치한다. 제한 부위에 밑줄이 쳐있다. ATG는 볼드체로 나타내고 밑줄이 쳐있다.
도 29는 클론 775의 DraIII에서부터 SacI 부위에 걸친 서열을 도시한다 - A/ Solomon Islans 3/2006(H1N1)의 뉴클레오티드 서열(SEQ ID NO: 37). 코딩 서열 측면에 플라스토시아닌 조절 영역이 5' 단부의 DraIII 제한 부위에서 시작하여 위치하고, 3' 단부에 중단 코돈과 SacI 부위가 위치한다. 제한 부위에 밑줄이 쳐있다. ATG는 볼드체로 나타내고 밑줄이 쳐있다.
도 30은 클론 776의 DraIII에서부터 SacI 부위에 걸친 서열을 도시한다 - A/ Brisbane 10/2007(H1N1)의 뉴클레오티드 서열(SEQ ID NO: 38). 코딩 서열 측면에 플라스토시아닌 조절 영역이 5' 단부의 DraIII 제한 부위에서 시작하여 위치하고, 3' 단부에 중단 코돈과 SacI 부위가 위치한다. 제한 부위에 밑줄이 쳐있다. ATG는 볼드체로 나타내고 밑줄이 쳐있다.
도 31은 클론 777의 DraIII에서부터 SacI 부위에 걸친 서열을 도시한다 - A/ Wisconsin/67/2005(H3N2)의 뉴클레오티드 서열(SEQ ID NO: 39). 코딩 서열 측면에플라스토시아닌 조절 영역이 5' 단부의 DraIII 제한 부위에서 시작하여 위치하고, 3' 단부에 중단 코돈과 SacI 부위가 위치한다. 제한 부위에 밑줄이 쳐있다. ATG는 볼드체로 나타내고 밑줄이 쳐있다.
도 32는 클론 778의 DraIII에서부터 SacI 부위에 걸친 서열을 도시한다 - A/ Malaysia/2506/2004의 뉴클레오티드 서열(SEQ ID NO: 40). 코딩 서열 측면에 플라스토시아닌 조절 영역이 5' 단부의 DraIII 제한 부위에서 시작하여 위치하고, 3' 단부에 중단 코돈과 SacI 부위가 위치한다. 제한 부위에 밑줄이 쳐있다. ATG는 볼드체로 나타내고 밑줄이 쳐있다.
도 33은 클론 779의 DraIII에서부터 SacI 부위에 걸친 서열을 도시한다 - A/ Florida/4/2006의 뉴클레오티드 서열(SEQ ID NO: 41). 코딩 서열 측면에 플라스토시아닌 조절 영역이 5' 단부의 DraIII 제한 부위에서 시작하여 위치하고, 3' 단부에 중단 코돈과 SacI 부위가 위치한다. 제한 부위에 밑줄이 쳐있다. ATG는 볼드체로 나타내고 밑줄이 쳐있다.
도 34는 클론 780의 DraIII에서부터 SacI 부위에 걸친 서열을 도시한다 - A/ Singapore/1/57(H2N2)의 뉴클레오티드 서열(SEQ ID NO: 42). 코딩 서열 측면에 플라스토시아닌 조절 영역이 5' 단부의 DraIII 제한 부위에서 시작하여 위치하고, 3' 단부에 중단 코돈과 SacI 부위가 위치한다. 제한 부위에 밑줄이 쳐있다. ATG는 볼드체로 나타내고 밑줄이 쳐있다.
도 35는 클론 781의 DraIII에서부터 SacI 부위에 걸친 서열을 도시한다 - A/ Anhui/1/2005(H5N1)의 뉴클레오티드 서열(SEQ ID NO: 43). 코딩 서열 측면에 플라스토시아닌 조절 영역이 5' 단부의 DraIII 제한 부위에서 시작하여 위치하고, 3' 단부에 중단 코돈과 SacI 부위가 위치한다. 제한 부위에 밑줄이 쳐있다. ATG는 볼드체로 나타내고 밑줄이 쳐있다.
도 36은 클론 782의 DraIII에서부터 SacI 부위에 걸친 서열을 도시한다 - A/ Vietnam/1194/2004(H5N1)의 뉴클레오티드 서열(SEQ ID NO: 44). 코딩 서열 측면에 플라스토시아닌 조절 영역이 5' 단부의 DraIII 제한 부위에서 시작하여 위치하고, 3' 단부에 중단 코돈과 SacI 부위가 위치한다. 제한 부위에 밑줄이 쳐있다. ATG는 볼드체로 나타내고 밑줄이 쳐있다.
도 37은 클론 783의 DraIII에서부터 SacI 부위에 걸친 서열을 도시한다 - A/ /Teal/HongKong/W312/97(H6N1)의 뉴클레오티드 서열(SEQ ID NO: 45). 코딩 서열 측면에 플라스토시아닌 조절 영역이 5' 단부의 DraIII 제한 부위에서 시작하여 위치하고, 3' 단부에 중단 코돈과 SacI 부위가 위치한다. 제한 부위에 밑줄이 쳐있다. ATG는 볼드체로 나타내고 밑줄이 쳐있다.
도 38은 클론 784의 DraIII에서부터 SacI 부위에 걸친 서열을 도시한다 - A/ Equine/Prague/56(H7N7)의 뉴클레오티드 서열(SEQ ID NO: 46). 코딩 서열 측면에 플라스토시아닌 조절 영역이 5' 단부의 DraIII 제한 부위에서 시작하여 위치하고, 3' 단부에 중단 코돈과 SacI 부위가 위치한다. 제한 부위에 밑줄이 쳐있다. ATG는 볼드체로 나타내고 밑줄이 쳐있다.
도 39는 클론 785의 DraIII에서부터 SacI 부위에 걸친 서열을 도시한다 - A/ HongKong/1073/99(H9N2)의 뉴클레오티드 서열(SEQ ID NO: 47). 코딩 서열 측면에 플라스토시아닌 조절 영역이 5' 단부의 DraIII 제한 부위에서 시작하여 위치하고, 3' 단부에 중단 코돈과 SacI 부위가 위치한다. 제한 부위에 밑줄이 쳐있다. ATG는 볼드체로 나타내고 밑줄이 쳐있다.
도 40a는 클론 774(A/Brisbane/59/2007(H1N1))로부터 번역된 폴리펩티드의 아미노산 서열(SEQ ID NO: 48)을 도시한다. 클론 774의 오픈 리딩 프레임은 도 28에 나타낸 ATG에서 시작한다. 도 40b는 클론 775(A/Solomon Islands 3/2006(H1N1))로부터 번역된 폴리펩티드의 아미노산 서열(SEQ ID NO: 49)을 도시한다. 클론 775의 오픈 리딩 프레임은 도 29에 나타낸 ATG에서 시작한다.
도 41a는 클론 776(A/Brisbane/10/2007(H3N2))으로부터 번역된 폴리펩티드의 아미노산 서열(SEQ ID NO: 50)을 도시한다. 클론 776의 오픈 리딩 프레임은 도 30에 나타낸 ATG에서 시작한다. 도 41b는 클론 777(A/Wisconsin/67/2005(H3N2))로부터 번역된 폴리펩티드의 아미노산 서열(SEQ ID NO: 51)을 도시한다. 클론 777의 오픈 리딩 프레임은 도 31에 나타낸 ATG에서 시작한다.
도 42a는 클론 778(B/Malaysia/2506/2004)로부터 번역된 폴리펩티드의 아미노산 서열(SEQ ID NO: 52)을 도시한다. 클론 778의 오픈 리딩 프레임은 도 32에 나타낸 ATG에서 시작한다. 도 42b는 클론 779(B/Florida/4/2006)로부터 번역된 폴리펩티드의 아미노산 서열(SEQ ID NO: 53)을 도시한다. 클론 779의 오픈 리딩 프레임은 도 33에 나타낸 ATG에서 시작한다.
도 43a는 클론 780(A/Singapore/1/57(H2N2))로부터 번역된 폴리펩티드의 아미노산 서열(SEQ ID NO: 54)을 도시한다. 클론 780의 오픈 리딩 프레임은 도 34에 나타낸 ATG에서 시작한다. 도 43b는 클론 781(A/Anhui/1/2005(H5N1))로부터 번역된 폴리펩티드의 아미노산 서열(SEQ ID NO: 55)을 도시한다. 클론 781의 오픈 리딩 프레임은 도 35에 나타낸 ATG에서 시작한다.
도 44a는 클론 782(A/Vietnam/1194/2004(H5N1))로부터 번역된 폴리펩티드의 아미노산 서열(SEQ ID NO: 56)을 도시한다. 클론 782의 오픈 리딩 프레임은 도 36에 나타낸 ATG에서 시작한다. 도 44b는 클론 783(A/Teal/HongKong/W312/97(H6N1))으로부터 번역된 폴리펩티드의 아미노산 서열(SEQ ID NO: 57)을 도시한다. 클론 783의 오픈 리딩 프레임은 도 37에 나타낸 ATG에서 시작한다.
도 45a는 클론 784(A/Equine/Prague/56(H7N7))로부터 번역된 폴리펩티드의 아미노산 서열(SEQ ID NO: 58)을 도시한다. 클론 784의 오픈 리딩 프레임은 도 38에 나타낸 ATG에서 시작한다. 도 45b는 클론 785(A/HongKong/1073/99(H9N2))로부터 번역된 폴리펩티드의 아미노산 서열(SEQ ID NO: 59)을 도시한다. 클론 785의 오픈 리딩 프레임은 도 39에 나타낸 ATG에서 시작한다.
도 46은 크기 배제 크로마토그래피 후 식물에서 생산된 VLP의 용출 분획들의 면역검출(웨스턴 블롯)을 도시한다. 헤마글루티닌 서브타입 H1, H2, H5, H6 및 H9가 도시된다. 헤마글루티닌이 분획 7-14에서 검출되며, 이것은 VLP의 용출에 해당한다.
도 47은 연례적인 유행성 균주로부터 일련의 H1 헤마글루티닌의 발현에 대한 면역블롯 분석을 도시한다. 10μg 및 20μg의 단백질 추출물을 각각 레인 1 및 2에 로딩했다.
도 48은 잠재적인 대유행 균주로부터 일련의 H5 헤마글루티닌의 발현에 대한 면역블롯 분석을 도시한다. 10μg 및 20μg의 단백질 추출물을 각각 레인 1 및 2에 로딩했다.
도 49는 AGL1/660으로 아그로-침윤시킨 Nicotiana tabacum 잎으로부터의 단백질 추출물 중의 A/Indonesia/5/2005 균주로부터의 H5에 대한 면역블롯을 도시한다. 2개 식물을 침윤시켰고, 각 식물로부터 10μg 및 20μg의 가용성 단백질을 각각 레인 1 및 2에 로딩했다.
도 50은 혈청 항체의 시험관내 교차-반응성을 도시한다. 흰족제비 혈청에서 혈구응집-억제(HI) 역가, 1차 면역화 후 제14일(도 50a) 및 식물-제조 인플루엔자 H5 VLP로 2차 추가접종(도 50b). 다음의 불활성화된 전체 H5N1 바이러스를 사용하여 HAI 항체 반응을 측정했다: A/turkey/Turkey/1/05, A/Vietnam/1194/04, A/Anhui /5/05 및 동종성 균주 A/Indonesia/5/05. 값들은 그룹 당 5마리 흰족제비의 상호 종점 역가의 GMT(log2)이다. 사선 - A/Indonesia/6/06(clade 2.1.3); 체크 - A/ turkey/Turkey/1/05(clade 2.2); 흰색 바 - A/Vietnam/1194/04(clade 1); 흑색 바 - A/Anhui/5/05. 반응자를 표시한다. 바는 평균 편차를 나타낸다.
도 51은 자주개자리 플라스토시아닌 프로모터 및 5'UTR, A/Indonesia/5/2005로부터의 H5(구성물 # 660)의 헤마글루티닌 코딩 서열, 자주개자리 플라스토시아닌 3' UTR 및 터미네이터 서열을 포함하는 HA 발현 카세트의 핵산 서열을 도시한다.
도 52는 자주개자리 플라스토시아닌 프로모터 및 5' UTR, A/New Caledonia/ 20/1999로부터의 H1(구성물 # 540)의 헤마글루티닌 코딩 서열, 자주개자리 플라스토시아닌 3' UTR 및 터미네이터 서열을 포함하는 HA 발현 카세트의 핵산 서열을 도시한다.
도 53은 자주개자리 플라스토시아닌 프로모터 및 5'UTR, A/Brisbane/59/2007로부터의 H1(구성물 # 774)의 헤마글루티닌 코딩 서열, 자주개자리 플라스토시아닌 3' UTR 및 터미네이터 서열을 포함하는 HA 발현 카세트의 핵산 서열을 도시한다.
도 54는 자주개자리 플라스토시아닌 프로모터 및 5' UTR, A/Solomon Islands /3/2006(H1N1)로부터의 H1(구성물 # 775)의 헤마글루티닌 코딩 서열, 자주개자리 플라스토시아닌 3' UTR 및 터미네이터 서열을 포함하는 HA 발현 카세트의 핵산 서열을 도시한다.
도 55는 자주개자리 플라스토시아닌 프로모터 및 5' UTR, A/Singapore/1/57 (H2N2)로부터의 H2(구성물 # 780)의 헤마글루티닌 코딩 서열, 자주개자리 플라스토시아닌 3' UTR 및 터미네이터 서열을 포함하는 HA 발현 카세트의 핵산 서열을 도시한다.
도 56은 자주개자리 플라스토시아닌 프로모터 및 5' UTR, A/Anhui/1/2005 (H5N1)로부터의 H5(구성물 # 781)의 헤마글루티닌 코딩 서열, 자주개자리 플라스토시아닌 3' UTR 및 터미네이터 서열을 포함하는 HA 발현 카세트의 핵산 서열을 도시한다.
도 57은 자주개자리 플라스토시아닌 프로모터 및 5' UTR, A/Vietnam/1194/ 2004(H5N1)로부터의 H5(구성물 # 782)의 헤마글루티닌 코딩 서열, 자주개자리 플라스토시아닌 3' UTR 및 터미네이터 서열을 포함하는 HA 발현 카세트의 핵산 서열을 도시한다.
도 58은 자주개자리 플라스토시아닌 프로모터 및 5' UTR, A/Teal/Hong Kong/ W312/97(H6N1)로부터의 H6(구성물 # 783)의 헤마글루티닌 코딩 서열, 자주개자리 플라스토시아닌 3' UTR 및 터미네이터 서열을 포함하는 HA 발현 카세트의 핵산 서열을 도시한다.
도 59는 자주개자리 플라스토시아닌 프로모터 및 5' UTR, A/Hong Kong/ 1073/99(H9N2)로부터의 H9(구성물 # 785)의 헤마글루티닌 코딩 서열, 자주개자리 플라스토시아닌 3' UTR 및 터미네이터 서열을 포함하는 HA 발현 카세트의 핵산 서열을 도시한다.
도 60은 자주개자리 플라스토시아닌 프로모터 및 5'UTR, A/Brisbane/10/2007 (H3N2)로부터의 H3의 헤마글루티닌 코딩 서열, 자주개자리 플라스토시아닌 3' UTR 및 터미네이터 서열을 포함하는 HA 발현 카세트의 핵산 서열을 도시한다.
도 61은 자주개자리 플라스토시아닌 프로모터 및 5' UTR, A/Wisconsin/67/ 2005(H3N2)로부터의 H3의 헤마글루티닌 코딩 서열, 자주개자리 플라스토시아닌 3' UTR 및 터미네이터 서열을 포함하는 HA 발현 카세트의 핵산 서열을 도시한다.
도 62는 자주개자리 플라스토시아닌 프로모터 및 5'UTR, A/Equine/Prague/56 (H7N7)로부터의 H7의 헤마글루티닌 코딩 서열, 자주개자리 플라스토시아닌 3' UTR 및 터미네이터 서열을 포함하는 HA 발현 카세트의 핵산 서열을 도시한다.
도 63은 자주개자리 플라스토시아닌 프로모터 및 5' UTR, B/Malaysia/2506/ 2004로부터의 HA의 헤마글루티닌 코딩 서열, 자주개자리 플라스토시아닌 3' UTR 및 터미네이터 서열을 포함하는 HA 발현 카세트의 핵산 서열을 도시한다.
도 64는 자주개자리 플라스토시아닌 프로모터 및 5' UTR, B/Florida/4/2006로부터의 HA의 헤마글루티닌 코딩 서열, 자주개자리 플라스토시아닌 3' UTR 및 터미네이터 서열을 포함하는 HA 발현 카세트의 핵산 서열을 도시한다.
도 65는 A/New Caledonia/20/99(H1N1)(SEQ ID NO: 33에 의해서 암호화된다), A/Brisbane/59/2007(H1N1)(SEQ ID NO:48), A/Solomon Islands/3/2006(H1N1)(SEQ ID NO: 49) 및 SEQ ID NO: 9의 HA의 컨센서스 아미노산 서열(SEQ ID NO: 74)을 도시한다. X1(위치 3)은 A 또는 V; X2(위치 52)는 D 또는 N; X3(위치 90)은 K 또는 R; X4(위치 99)는 K 또는 T; X5(위치 111)는 Y 또는 H; X6(위치 145)은 V 또는 T; X7 (위치 154)은 E 또는 K; X8(위치 161)은 R 또는 K; X9(위치 181)는 V 또는 A; X1O (위치 203)은 D 또는 N; X11(위치 205)는 R 또는 K; X12(위치 210)는 T 또는 K; X13(위치 225)은 R 또는 K; X14(위치 268)는 W 또는 R; X15(위치 283)는 T 또는 N; X16(위치 290)은 E 또는 K; X17(위치 432)은 I 또는 L; X18(위치 489)은 N 또는 D이다.
도 66은 SEQ ID NO: 33에 의해서 암호화된 H1 New Caledonia(AAP34324.1)의 아미노산 서열을 도시한다.
도 67은 SEQ ID NO: 35에 의해서 암호화된 H1 Puerto Rico(NC_0409878.1)의 아미노산 서열을 도시한다.
본 발명은 바이러스-유사 입자의 생산에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 인플루엔자 항원을 포함하는 바이러스-유사 입자의 생산에 관한 것이다.
이후 바람직한 구체예를 설명한다.
본 발명은 식물에서 활성인 조절 영역에 작동 가능하게 연결된, 외피보유 바이러스, 예를 들어 인플루엔자 헤마글루티닌(HA)으로부터의 항원을 암호화하는 뉴클레오티드 서열을 포함하는 핵산을 제공한다.
더욱이, 본 발명은 식물에서 바이러스-유사 입자(VLP)를 생산하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 식물에서 활성인 조절 영역에 작동 가능하게 연결된 항원을 암호화하는 핵산을 식물 또는 식물의 일부에 도입하는 단계, 및 핵산의 발현을 허용하는 조건하에서 식물 또는 식물의 일부를 인큐베이션하여 VLP를 생산하는 단계를 포함한다.
VLP는 인플루엔자 바이러스로부터 생산될 수 있으며, 제한되는 것은 아니지만, 홍역, 에볼라, 마르부르크 및 HIV를 포함하는 다른 원형질막에서 유래하는 바이러스로부터 생산될 수도 있다.
본 발명은 인간을 감염시킬 수 있는 모든 타입의 인플루엔자 바이러스의 VLP를 포함하며, 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 대단히 유행성인 A(H1N1) 서브타입(예를 들어, A/New Caledonia/20/99(H1N1)), A/Indonesia/5/05 서브타입(H5N1) (SEQ ID NO: 60) 및 덜 흔한 B 타입(예를 들어, SEQ ID NO:26, 도 10o) 및 C 타입 (SEQ ID NO: 27, 도 10p), 그리고 다른 인플루엔자 서브타입으로부터 획득된 HA들을 포함한다. 또한, 다른 인플루엔자 서브타입의 VLP도 본 발명에 포함되는데, 예를 들어 A/Brisbane/59/2007(H1N1; SEQ ID NO: 48), A/Solomon Islands/3/2006 (H1N1; SEQ ID NO: 49), A/Singapore/1/57(H2N2; SEQ ID NO: 54), A/Anhui/1/2005 (H5N1; SEQ ID NO: 55), A/Vietnam/1194/2004 (H5N1; SEQ ID NO: 56), A/Teal/Hong Kong/W312/97(H6N1; SEQ ID NO: 57), A/Hong Kong/1073/99(H9N2; SEQ ID NO: 59), A/Brisbane/10/2007(H3N2; SEQ ID NO: 50), A/Wisconsin/67/2005(H3N2; SEQ ID NO: 51), A/Equine/Prague/56(H7N7; SEQ ID NO: 58), B/Malaysia/2506/2004(SEQ ID NO: 52), 또는 B/Florida/4/2006(SEQ ID NO: 53)이 있다.
또한, 본 발명은, 예를 들어 인간, 영장류, 말, 돼지, 새, 조류, 물새, 철새, 메추라기, 오리, 거위, 가금류, 닭, 낙타, 개과, 개, 고양이과, 고양이, 호랑이, 표범, 사향고양이, 밍크, 흰가슴담비, 흰족제비, 애완동물, 가축, 생쥐, 래트, 바다표범, 고래 등의 다른 포유동물 또는 숙주 동물을 감염시키는 인플루엔자 바이러스에 관한 것이다.
원형질막 유래 바이러스에서 발현될 수 있는 다른 항원의 비제한적 예는 HIV의 캡시드 단백질 - p24; gp120, gp41 - 외피 단백질, 구조 단백질 VP30 및 VP35; 필로바이러스, 예를 들어 에볼라 또는 마르부르크의 Gp/SGP(글리코실화된 통합 막 단백질), 또는 파라믹소바이러스, 예를 들어 홍역의 H 단백질 및 F 단백질을 포함한다.
또한, 제한되는 것은 아니지만, 본 발명은 VLP 단백질이 발현되는 세포의 원형질막으로부터 지질 외피를 획득하는 인플루엔자 유래 VLP를 포함한다. 예를 들어, VLP가 식물-기반 시스템에서 발현된다면, VLP는 세포의 원형질막으로부터 지질 외피를 획득할 수 있다.
일반적으로 용어 "지질"은 지용성(친지질성) 자연 발생 분자를 말한다. 또한, 이 용어는 더 구체적으로 지방산과 그 유도체들(트리-, 디- 및 모노글리세리드 및 인지질)을 말할 뿐만 아니라, 다른 지용성 스테롤-함유 대사산물 또는 스테롤을 말하는데도 사용된다. 인지질은 당지질, 스테롤 및 단백질과 함께 모든 생물학적 막의 주요 성분이다. 인지질의 예는 포스파티딜에탄올아민, 포스파티딜콜린, 포스파티딜이노시톨, 포스파티딜세린 등을 포함한다. 스테롤의 예는 주스테롤(예를 들어, 콜레스테롤) 및 피토스테롤을 포함한다. 다양한 식물 종에서 200개 이상의 피토스테롤이 확인되었으며, 가장 흔한 것은 캄페스테롤, 스티그마스테롤, 에르고스테롤, 브라시카스테롤, 델타-7-스티그마스테롤, 델타-7-아베나스테롤, 다우노스테롤, 시토스테롤, 24-메틸콜레스테롤, 콜레스테롤 또는 베타-시토스테롤이다. 당업자는 세포의 원형질막의 지질 조성이 세포 또는 세포가 얻어진 유기물의 배양 또는 성장 조건에 따라서 변할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
세포막은 일반적으로 지질 이중층뿐만 아니라 다양한 기능의 단백질을 포함한다. 특정한 지질이 국부적으로 농축되어 있는 것이 지질 이중층에서 발견될 수 있는데, 이것을 '지질 라프트'라고 한다. 이론과 결부시키고 싶지는 않지만, 지질 라프트는 세포내이입 및 세포외유출, 바이러스 또는 다른 감염성 인자의 진입 또는 유출, 세포간 신호 변환, 세포내 및 세포외 바탕질과 같은 세포 또는 유기물의 다른 구조 성분과의 상호작용에 있어서 중요한 역할을 할 수 있다.
인플루엔자 바이러스에 관해서, 용어 "헤마글루티닌" 또는 "HA"는 본원에서 사용될 때 인플루엔자 바이러스 입자의 바깥쪽에서 발견된 당단백질을 말한다. HA는 동종삼량체 막 타입 I 당단백질로서, 일반적으로 신호 펩티드, HA1 도메인, 및 C-말단에 막-연결 고정 부위 및 작은 세포질 꼬리를 포함하는 HA2 도메인을 포함한다(도 1b). HA를 암호화하는 뉴클레오티드 서열은 잘 공지되어 있어서 이용할 수 있다 - 예를 들어, BioDefence Public Health base(Influenza Virus; URL: bioheal thbase.org) 또는 National Center for Biotechnology Information(URL: ncbi.nlm. nih.gov)를 참조하며, 이들은 모두 본원에 참고자료로 포함된다.
용어 "동종삼량체" 또는 "동종삼량체의"는 3개의 HA 단백질 분자에 의해 형성된 올리고머를 말한다. 이론과 결부시키고 싶지는 않지만, HA 단백질은 약 75 kDa의 단량체 전구물질 단백질(HA0)로서 합성되고, 이것이 표면에서 삼량체 단백질로 길게 회합된다. 삼량체화가 일어나기 전에 전구물질 단백질이 보존성 활성화 절단 부위(융합 펩티드라고도 한다)에서 2개의 폴리펩티드 사슬 HA1 및 HA2(막통과 영역을 포함한다)로 절단되며, 이들은 이황화 결합에 의해 연결된다. HA1 세그먼트는 328개 아미노산 길이일 수 있고, HA2 세그먼트는 221개 아미노산 길이일 수 있다. 이 절단은 바이러스 감염성에는 중요할 수 있지만 단백질의 삼량체화에 필수적인 것은 아니다. 숙주 세포의 세포질세망(ER) 막 안으로 HA의 삽입, 신호 펩티드 절단 및 단백질 글리코실화가 동시 번역되는 사건이다. HA의 정확한 리폴딩에는 단백질의 글리코실화와 6개의 사슬내 이황화 결합의 형성이 필요하다. HA 삼량체는 시스- 및 트랜스-Golgi 복합체 내에서 회합되며, 막통과 도메인이 삼량체화 과정에서 어떤 역할을 한다. 막통과 도메인이 상실된 브로멜라인-처리된 HA 단백질의 결정 구조는 인플루엔자 균주들 중에서도 가장 보존성 구조를 나타냈다. 또한, HA는 감염 과정 동안 중요한 입체형태적 변화를 겪는다는 것이 입증되었으며, 이것에는 전구물질 HA0가 2개의 폴리펩티드 사슬 HA1 및 HA2로 절단되는 것이 필요하다. HA 단백질은 가공될 수도 있고(즉, HA1 및 HA2 도메인을 포함한다) 가공되지 않을 수도 있다(즉, HA0 단백질을 포함한다).
본 발명은 막통과 도메인을 포함하는 HA 단백질의 사용에 관한 것이며, HA1 및 HA2 도메인을 포함하는데, 예를 들어 HA 단백질은 HA0이거나, 또는 HA1 및 HA2를포함하는 가공된 HA일 수 있다. HA 단백질은 식물, 또는 식물 세포 발현 시스템을 사용하여 VLP를 생산 또는 형성하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 HA는 어떤 서브타입으로부터도 획득될 수 있다. 예를 들어, HA는 서브타입 H1, H2, H3, H4, H5, H6, H7, H8, H9, H1O, H11, H12, H13, H14, H15, 또는 H16을 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 재조합 HA는 본 분야에 공지된 모든 헤마글루티닌 서열에 기초한 아미노산 서열을 포함할 수 있다 - BioDefence Public Health base(Influenza Virus; URL: biohealthbase.org) 또는 National Center for Biotechnology Information(URL: ncbi.nlm.nih.gov) 참조. 더욱이, HA는 하나 이상의 출현해 있는 또는 새로 확인된 인플루엔자 바이러스로부터 분리된 헤마글루티닌의 서열에 기초할 수 있다.
또한, 본 발명은 하나 이상의 인플루엔자 서브타입으로부터 획득된 HA를 포함하는 VLP를 포함한다. 예를 들어, VLP는 서브타입 H1(SEQ ID NO:28에 의해서 암호화), H2(SEQ ID NO: 12에 의해서 암호화), H3(SEQ ID NO: 13에 의해서 암호화), H4(SEQ ID NO: 14에 의해서 암호화), H5(SEQ ID NO: 15에 의해서 암호화), H6(SEQ ID NO: 16에 의해서 암호화), H7(SEQ ID NO: 11에 의해서 암호화), H8(SEQ ID NO: 17에 의해서 암호화), H9(SEQ ID NO: 18에 의해서 암호화), H1O(SEQ ID NO:19에 의해서 암호화), H11(SEQ ID NO: 20에 의해서 암호화), H12(SEQ ID NO: 21에 의해서 암호화), H13(SEQ ID NO: 27에 의해서 암호화), H14(SEQ ID NO: 23에 의해서 암호화), H15(SEQ ID NO: 24에 의해서 암호화), H16(SEQ ID NO: 25에 의해서 암호화), 또는 이들의 조합으로부터 하나 이상의 HA를 포함할 수 있다. 하나 이상의 인플루엔자 서브타입으로부터의 하나 이상의 HA는 식물 또는 곤충 세포에서 공-발현될 수 있으며, 이로써 하나 이상의 HA가 합성된 결과로서 하나 이상의 인플루엔자 서브타입으로부터 획득된 HA들의 조합을 포함하는 VLP의 형성이 보장된다. HA의 조합의 선택은 VLP로부터 제조된 백신의 의도된 용도에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 새 접종용 백신은 HA 서브타입의 어떤 조합이라도 포함할 수 있고, 인간을 접종하는데 유용한 VLP는 서브타입 H1, H2, H3, H5, H7, H9, H1O, N1, N2, N3 및 N7 중 하나 이상의 서브타입을 포함할 수 있다. 그러나, 접종물의 용도에 따라서 다른 HA 서브타입 조합도 제조될 수 있다.
따라서, 본 발명은 하나 이상의 HA 서브타입을 포함하는 VLP에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 식물에서 발현되었을 때 VLP를 형성하는 헤마글루티닌을 암호화하는 핵산을 제공한다.
인플루엔자 HA 단백질들은 분자량, 등전점, 크기, 글리칸 보체 등과 관련하여 일련의 유사성 및 차이를 나타낸다. 다양한 헤마글루티닌의 물리화학적 특성이 식물, 곤충 세포 또는 효모 시스템에서 발현된 HA들의 구별을 가능하게 하는데 유용할 수 있으며, 단일 시스템에서 1개를 초과하는 HA가 공-발현되는 경우에 특별히 사용될 수 있다. 이러한 물리화학적 특성의 예가 표 1에 제공된다.
Figure pct00001
또한, 본 발명은 H1, H5 또는 H7로부터의 HA를 각각 암호화하는 뉴클레오티드 서열 SEQ ID NO:28; SEQ ID NO:3; SEQ ID NO: 11, 긴축 혼성화 조건에서 SEQ ID NO: 28; SEQ ID NO: 3; SEQ ID NO: 11과 혼성화하는 뉴클레오티드 서열, 또는 긴축 혼성화 조건에서 SEQ ID NO: 28; SEQ ID NO: 3; SEQ ID NO: 1의 보체와 혼성화하는 뉴클레오티드 서열을 포함하며, 이때 뉴클레오티드 서열은 발현되었을 때 VLP를 형성하는 헤마글루티닌 단백질을 암호화하고, 상기 VLP는 피험체에게 투여되었을 때 항체의 생산을 유도한다. 예를 들어, 식물 세포에서 상기 뉴클레오티드 서열의 발현은 VLP를 형성하고, 이 VLP를 사용하여 하나 이상의 인플루엔자 타입 또는 서브타입의 성숙한 HA, HA0, HA1 또는 HA2를 포함하는 HA와 결합할 수 있는 항체를 생산할 수 있다. 피험체에게 투여되었을 때 VLP는 면역반응을 유도한다.
긴축 혼성화 조건에서의 혼성화는 본 분야에 공지되어 있다(예를 들어, 본원에 참고자료로 포함되는 Current Protocols in Molecular Biology, Ausubel et al, eds. 1995 and supplements; Maniatis et al., Molecular Cloning(A Laboratory Manual), Cold Spring Harbor Laboratory, 1982; Sambrook and Russell, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 3rd edition 2001 참조). 한 이러한 긴축 혼성화 조건의 예는 65℃에서 4x SSC에서 약 16-20시간 혼성화한 후, 65℃에서 0.1x SSC에서 1시간 세척, 또는 65℃에서 0.1x SSC에서 각각 20분 또는 30분씩 2번 세척하는 것일 수 있다. 대안으로서, 전형적인 긴축 혼성화 조건은 42℃에서 50% 포름아미드, 4x SSC에서 하룻밤(16-20시간) 혼성화하고, 65℃에서 0.1x SSC에서 1시간, 또는 65℃에서 0.1x SSC에서 각각 20분 또는 30분씩 2번 세척하는 것, 또는 65℃에서 Church 수성 포스페이트 버퍼(7% SDS; 0.5M NaPO4 버퍼 pH 7.2; 10mM EDTA)에서 하룻밤(16-20시간) 혼성화하고, 50℃에서 0.1x SSC, 0.1% SDS에서 각각 20분 또는 30분씩 2번 세척하거나, 또는 65℃에서 2x SSC, 0.1% SDS에서 각각 20분 또는 30분씩 2번 세척하는 것일 수 있다.
추가하여, 본 발명은 H1(SEQ ID NO: 28), H5(SEQ ID NO: 3) 또는 H7(SEQ ID NO: 11)로부터의 HA를 암호화하는 뉴클레오티드 서열과 약 70, 75, 80, 85, 87, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100% 또는 이 사이의 임의의 값의 서열 동일성 또는 서열 유사성을 갖는 것을 특징으로 하는 뉴클레오티드 서열을 포함하며, 이때 뉴클레오티드 서열은 H1(SEQ ID NO: 28), H5(SEQ ID NO: 3) 또는 H7(SEQ ID NO:11)로부터의 HA를 암호화하고, 상기 뉴클레오티드 서열은 발현되었을 때 VLP를 형성하는 헤마글루티닌 단백질을 암호화하며, 상기 VLP는 항체의 생산을 유도한다. 예를 들어, 식물 세포에서 상기 뉴클레오티드 서열의 발현은 VLP를 형성하고, 이 VLP를 사용하여 성숙한 HA, HA0, HA1 또는 HA2를 포함하는 HA와 결합할 수 있는 항체를 생산할 수 있다. 피험체에게 투여되었을 때 VLP는 면역반응을 유도한다.
유사하게, 본 발명은 다음의 서브타입 H1(SEQ ID NO: 28에 의해서 암호화), H2(SEQ ID NO: 12에 의해서 암호화), H3(SEQ ID NO: 13에 의해서 암호화), H4(SEQ ID NO: 14에 의해서 암호화), H5(SEQ ID NO: 15에 의해서 암호화), H6(SEQ ID NO: 16에 의해서 암호화), H7(SEQ ID NO: 11에 의해서 암호화), H8(SEQ ID NO: 17에 의해서 암호화), H9(SEQ ID NO:18에 의해서 암호화), H1O(SEQ ID NO: 19에 의해서 암호화), H11(SEQ ID NO: 20에 의해서 암호화), H12(SEQ ID NO: 21에 의해서 암호화), H13(SEQ ID NO:27에 의해서 암호화), H14(SEQ ID NO: 23에 의해서 암호화), H15 (SEQ ID NO: 24에 의해서 암호화), H16(SEQ DD NO: 25에 의해서 암호화)(도 10a 내지 10p 참조)과 관련된 HA, 및 H1(SEQ ID NO: 28), H2(SEQ ID NO: 12), H3(SEQ ID NO:13), H4(SEQ ID NO:14), H5(SEQ ID NO: 15), H6(SEQ ID NO: 16), H7(SEQ ID NO: 11), H8(SEQ ID NO: 17), H9(SEQ ID NO: 18), H1O(SEQ ID NO: 19), H11(SEQ ID NO: 20), H12(SEQ ID NO: 21), H13(SEQ ID NO: 27), H14(SEQ ID NO: 23), H15(SEQ ID NO: 24), H16(SEQ ID NO: 25)과 약 70 내지 100% 또는 그 사이의 임의의 값, 80 내지 100% 또는 그 사이의 임의의 값, 90 내지 100% 또는 그 사이의 임의의 값, 또는 95 내지 100% 또는 그 사이의 임의의 값의 서열 동일성을 갖는 것을 특징으로 하는 뉴클레오티드 서열을 포함하며, 이때 상기 뉴클레오티드 서열은 발현되었을 때 VLP를 형성하는 헤마글루티닌 단백질을 암호화하고, 상기 VLP는 항체의 생산을 유도한다. 예를 들어, 식물 세포에서 상기 뉴클레오티드 서열의 발현은 VLP를 형성하며, 이 VLP를 사용하여 성숙한 HA, HA0, HA1 또는 HA2를 포함하는 HA와 결합할 수 있는 항체를 생산할 수 있다. 피험체에게 투여되었을 때 VLP는 면역반응을 유도한다.
"면역반응"은 일반적으로 후천적 면역 시스템의 반응을 말한다. 후천적 면역 시스템은 일반적으로 체액성 반응 및 세포-매개 반응을 포함한다. 체액성 반응은 B 림프구 계통의 세포(B 세포)에서 생산되어 분비된 항체에 의해 매개되는 면역성의 양태이다. 분비된 항체는 침입한 세균(바이러스 또는 박테리아 같은)의 표면에 존재하는 항원과 결합하여 이들을 파괴하라는 신호를 보낸다. 체액성 면역성은 일반적으로 항체 생산 및 항체 생산을 수반하는 과정을 말할 때 사용될 뿐만 아니라, Th2 세포 활성화 및 사이토카인 생산, 기억 세포 생성, 포식작용의 옵소닌 촉진, 병원체 제거 등을 포함하는 항체의 이펙터 기능을 말할 때도 사용된다. 용어 "조정하다" 또는 "조정" 등은 일반적으로 사용되거나 알려진, 일부는 본원에 예시되기도 한 몇 가지 분석법 중에서 임의의 것으로 측정했을 때 특정한 반응 또는 변수가 증가하거나 또는 감소하는 것을 말한다.
세포-매개 반응은 항체가 수반되는 것이 아니라, 자연살상세포(NK), 대식세포, 항원-특이적 세포독성 T-림프구의 활성화, 및 항원에 대한 반응으로 다양한 사이토카인의 방출을 수반하는 면역반응이다. 세포-매개 면역성은 일반적으로 어떤 Th 세포 활성화, Tc 세포 활성화 및 T-세포 매개 반응을 말할 때 사용된다. 세포-매개 면역성은 바이러스 감염에 대한 반응에서 특히 중요하다.
예를 들어, 항원 특이적 CD8 양성 T 림프구의 유도는 ELISPOT 분석을 사용하여 측정될 수 있고, CD4 양성 T-림프구의 자극은 증식 분석을 사용하여 측정될 수 있다. 항-인플루엔자 항체 역가는 ELISA 분석을 사용하여 정량될 수 있고, 항원-특이적 또는 교차-반응성 항체의 이소타입은 항-이소타입 항체(예를 들어, 항-IgG, IgA, IgE 또는 IgM)을 사용하여 측정될 수 있다. 이러한 분석을 수행하기 위한 방법 및 기술은 본 분야에 잘 공지되어 있다.
또한, 혈구응집 억제(HI 또는 HAI) 분석을 사용하여 백신에 의해 유도된 항체의 효능을 증명할 수 있거나, 또는 백신 조성물은 재조합 HA에 의한 적혈구(RBC)의 응집을 억제할 수 있다. 혈청 샘플의 혈구응집 억제 항체 역가는 마이크로타이터 HAI에 의해 평가될 수 있다(Aymard et al., 1973). 몇 가지 종들 중에서 어느 것으로부터 적혈구가 사용될 수 있다 - 예를 들어, 말, 칠면조, 닭 등. 이 분석은 VLP의 표면에서 HA 삼량체의 회합에 대한 간접적인 정보를 제공하며, HA 상에 항원 부위가 적절히 제시되는지 확인된다.
또한, 교차-반응성 HAI 역가를 사용하여 백신 서브타입과 관련된 다른 바이러스 균주들에 대한 면역반응의 효능을 증명할 수 있다. 예를 들어, 제 1 균주의 백신 조성물(예를 들어, A/Indonesia 5/05의 VLP)로 면역화한 피험체의 혈청이 전 바이러스 또는 바이러스 입자의 제 2 균주(예를 들어, A/Vietnam/1194/2004)와 함께 HAI 분석에 사용될 수 있으며, HAI 역가가 결정된다.
또한, 사이토카인의 존재 또는 수준이 정량될 수 있다. 예를 들어, T-헬퍼 세포 반응(Th1/Th2)은 ELISA(예를 들어, BD Biosciences OptEIA 키트)를 사용하여 IFN-γ 및 IL-4 분비 세포를 측정하는 것에 의해서 특정될 것이다. 피험체로부터 획득한 말초혈액 단핵세포(PBMC) 또는 비장세포를 배양하여 상청액을 분석할 수 있다. 또한, 마커 특이적 형광물질 표지와 본 분야에 공지된 방법을 사용한 형광-활성화 세포 정렬(FACS)에 의해 T 림프구가 정량될 수 있다.
또한, 피험체에서의 면역반응을 특정하기 위해서 마이크로중화 분석이 수행될 수 있는데, 예를 들어 Rowe 등(1973)의 방법을 참조한다. 바이러스 중화 역가가 몇 가지 방식으로 획득될 수 있으며, 이것은 1) 세포의 크리스탈 바이올렛 고정/착색 후 세포용해 플라크의 나열(플라크 분석); 2) 배양물에서 세포 용해의 현미경 관찰; 3) NP 바이러스 단백질의 ELISA 및 분광광도기 검출(숙주 세포의 바이러스 감염과 상호관련)을 포함한다.
서열 동일성 또는 서열 유사성은 뉴클레오티드 서열 비교 프로그램을 사용하여 결정될 수 있으며, 예를 들어 DNASIS(제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 파라미터로서 GAP 패널티 5, 상부 대각선의 수 5, 고정 GAP 패널티 10, k-tuple 2, 플로팅 갭 10, 및 창 크기 5를 사용한다)가 있다. 그러나, 비교를 위한 서열 정렬의 다른 방법들도 본 분야에 잘 공지되어 있으며, 예를 들어 Smith & Waterman 알고리즘(1981, Adv. Appl. Math. 2:482), Needleman & Wunsch 알고리즘(J. Mol. Biol. 48:443, 1970), Pearson & Lipman 알고리즘(1988, Proc. Nat'l. Acad. Sci. USA 85:2444), 및 이들 알고리즘의 컴퓨터 실행(예를 들어, GAP, BESTFIT, FASTA, 및 BLAST), 또는 수동 정렬 및 육안 검사가 있다.
용어 "헤마글루티닌 도메인"은 HA0 도메인, 또는 HA1과 HA2 도메인을 포함하는 펩티드를 말한다. 헤마글루티닌 도메인은 자연 발생 단백질에서 발견되는 신호 펩티드, 막통과 도메인 또는 세포질 꼬리를 포함하지 않는다.
용어 "바이러스-유사 입자"(VLP) 또는 "바이러스-유사 입자들" 또는 "VLPs"는 자체 회합하며 인플루엔자 HA 단백질과 같은 구조 단백질을 포함하는 구조를 말한다. 일반적으로 VLP는 감염시 생산되는 비리온과 형태적으로도 항원적으로도 유사하지만, 복제에 필요한 유전자 정보가 충분하지 않기 때문에 비감염성이다. 일부 예에서, VLP는 단일 단백질 종을 포함하거나, 또는 1개를 초과하는 단백질 종을 포함할 수 있다. 1개를 초과하는 단백질 종을 포함하는 VLP에 대해서, 단백질 종은 동일한 바이러스 종으로부터 유래할 수도 있고, 상이한 종, 속, 아과 또는 과의 바이러스(ICTV 명명법에 의해 지정된다)로부터 유래하는 단백질을 포함할 수도 있다. 다른 예에서, VLP를 포함하는 단백질 종들 중 하나 이상은 자연 발생 서열로부터 변형될 수 있다. VLP는 식물 및 곤충 숙주 세포를 포함하는 적합한 숙주 세포에서 생산될 수 있다. 숙주 세포로부터 추출하여 분리하고 적합한 조건에서 더 정제한 후, VLP는 무손상 구조로서 정제될 수 있다.
본 발명에 따라서 인플루엔자 유래 단백질로부터 생산된 VLP는 M1 단백질을 포함하지 않는다. M1 단백질은 VLP 제제의 오염물질인 RNA와 결합하는 것으로 알려져 있다(Wakefield and Brownlee, 1989). RNA의 존재는 VLP 제품에 대해 규제당국의 승인을 얻을 때 바람직하지 않으며, 따라서 RNA가 없는 VLP 제제가 유리할 수 있다.
본 발명의 VLP는 단백질을 시알릴화하는 능력을 결여한 것을 특징으로 하는, 예를 들어 시알리다제가 없는 숙주 세포, 예를 들어 식물 세포, 곤충 세포, 진균, 및 해면, 강장동물문, 환형동물문, 절지동물문, 연체동물문, 선형동물문, 트로켈민테스, 편충동물문, 모악동물문, 유촉수강, 클라미디아, 스피로헤타, 그람-양성 박테리아, 시아노박테리아, 고세균에서 생산될 수 있으며, 이들은 글리코포럼에서 확인되었다(URL: glycoforum.gr.jp/science/word/evolution/ES-AOSE.html 참조). 본원에 설명된 대로 생산된 VLP는 전형적으로 뉴라미니다제(NA)를 포함하지 않는다. 그러나, HA와 NA를 포함하는 VLP가 바람직하다면 NA가 HA와 함께 공-발현될 수 있다.
본 발명의 어떤 양태에 따라서 식물에서 생산된 VLP는 식물-유래 지질과 복합체를 이룰 수 있다. VLP는 HA0, HA1 또는 HA2 펩티드를 포함할 수 있다. 식물-유래 지질은 지질 이중층의 형태일 수 있으며, VLP를 둘러싼 외피를 더 포함할 수 있다. 식물-유래 지질은 VLP가 생산되는 식물의 원형질막의 지질 성분을 포함할 수 있으며, 제한되는 것은 아니지만, 이들은 포스파티딜콜린(PC), 포스파티딜에탄올아민(PE), 글리코스핑고지질, 피토스테롤 또는 이들의 조합을 포함한다. 식물-유래 지질은 "식물 지질"이라고도 할 수 있다. 피토스테롤의 예는 본 분야에 공지되어 있으며, 예를 들어 스티그마스테롤, 시토스테롤, 24-메틸콜레스테롤 및 콜레스테롤을 포함한다 - 예를 들어, Mongrand et al., 2004 참조.
VLP는, 예를 들어 혈구응집 분석, 전자현미경, 또는 크기 배제 크로마토그래피에 의해서 구조와 크기에 대해 평가될 수 있다.
크기 배제 크로마토그래피에서, 동결 분쇄한 식물 재료의 샘플을 추출 버퍼 중에서 균질화하고(Polytron), 원심분리에 의해 불용성 물질을 제거함으로써 식물 조직으로부터 총 가용성 단백질이 추출될 수 있다. 또한, PEG를 사용한 침전도 유리할 수 있다. 가용성 단백질을 정량하고 추출물을 Sephacryl 칼럼을 통과시킨다. 블루 덱스트란 2000이 캘리브레이션 표준물질로서 사용될 수 있다. 크로마토그래피 후 면역블롯에 의해 분획들을 더 분석하여 분획의 단백질 보체를 결정할 수 있다.
이론과 결부시키고 싶지는 않지만, 상이한 동물로부터의 RBC와 결합하는 HA의 능력은 시알산 α2,3 또는 α2,3에 대한 HA의 친화성, 및 RBC의 표면에 있는 이들 시알산의 존재에 의해 유도된다. 인플루엔자 바이러스로부터의 말 및 조류 HA는 칠면조, 닭, 오리, 기니아피그, 인간, 양, 말 및 소를 포함하는 몇몇 종들 전부에서 적혈구를 교착시키는 반면에, 인간 HA는 칠면조, 닭, 오리, 기니아피그, 인간 및 양의 적혈구와 결합할 것이다(Ito T. et al, 1997, Virology, vol 227, p493-499; 및 Medeiros R et al., 2001, Virology, vol. 289 p.74-85 참조). 상이한 인플루엔자 균주의 HA의 종 반응성의 예를 표 2A 및 2B에 나타낸다.
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본원에서 사용된 "단백질"은 일반적으로 펩티드 결합으로 연결된 아미노산의 줄을 말하며, 이것은 2차, 3차 또는 4차 구조로 폴딩되어 특정한 형태를 달성할 수 있다. 대안으로서, 용어 폴리펩티드, 펩티드 또는 펩티드 단편이 유사한 맥락으로 사용될 수 있다.
단백질, 융합 단백질 또는 폴리펩티드의 단편 또는 일부분은 특정한 단백질 또는 폴리펩티드의 아미노산 보체의 하위단위를 포함하는 펩티드 또는 폴리펩티드를 포함하며, 단 상기 단편은 발현되었을 때 VLP를 형성할 수 있어야 한다. 단편은, 예를 들어 항원성 영역, 스트레스-반응-유도 영역, 또는 단백질 또는 폴리펩티드의 기능 도메인을 포함하는 영역을 포함할 수 있다. 또한, 단편은 동일한 속에 속하는 일족의 단백질에 공통적인 영역 또는 도메인을 포함하거나, 또는 단편은 단편이 유래된 전장 단백질을 구체적으로 확인할 수 있는 충분한 아미노산 서열을 포함할 수 있다.
예를 들어, 단편 또는 일부분은 단백질의 전장 길이의 약 60% 내지 약 100%, 또는 그 사이의 임의의 값을 포함할 수 있으며, 단 상기 단편은 발현되었을 때 VLP를 형성할 수 있어야 한다. 예를 들어, 단편 또는 일부분은 단백질의 전장 길이의 약 60% 내지 약 100%, 약 70% 내지 약 100%, 약 80% 내지 약 100%, 약 90% 내지 약 100%, 약 95% 내지 약 100%, 또는 그 사이의 임의의 값을 포함할 수 있다. 대안으로서, 단편 또는 일부분은 HA에 따라서 약 150개 내지 약 500개 아미노산 또는 그 사이의 임의의 값일 수 있으며, 단 상기 단편은 발현되었을 때 VLP를 형성할 수 있어야 한다. 예를 들어, 단편은 HA에 따라서 약 150개 내지 약 500개 아미노산 또는 그 사이의 임의의 값, 약 200개 내지 약 500개 아미노산 또는 그 사이의 임의의 값, 약 250개 내지 약 500개 아미노산 또는 그 사이의 임의의 값, 약 300개 내지 약 500개 아미노산 또는 그 사이의 임의의 값, 약 350개 내지 약 500개 아미노산 또는 그 사이의 임의의 값, 약 400개 내지 약 500개 아미노산 또는 그 사이의 임의의 값, 약 450개 내지 약 500개 아미노산 또는 그 사이의 임의의 값일 수 있으며, 단 상기 단편은 발현되었을 때 VLP를 형성할 수 있어야 한다. 예를 들어, 약 5, 10, 20, 30, 40 또는 50개 아미노산, 또는 그 사이의 어떤 임의의 값이 HA 단백질의 C-말단, N-말단 또는 N-말단과 C-말단 양쪽으로부터 제거될 수 있으며, 단 상기 단편은 발현되었을 때 VLP를 형성할 수 있어야 한다.
어떤 주어진 서열에서 아미노산의 넘버링은 특정 서열에 따라 상대적이지만, 당업자는 구조 및/또는 순서에 기초하여 서열에 있는 특정 아미노산의 "등가성"을 쉽게 결정할 수 있다. 예를 들어, 결정학용 클론을 구성하면서 6개의 N-말단 아미노산을 제거한 경우, 이것은 아미노산의 구체적인 번호 동일성을 변경할 수는 있지만(예를 들어, 전장 단백질에 상대적으로), 구조 내에서 아미노산의 상대적 위치를 변경하지는 않을 것이다.
서열 또는 서열들의 비교는 BLAST 알고리즘(Altschul et al., 1990. J. Mol. Biol. 215:403-410)을 사용하여 수행할 수 있다. BLAST 탐색은 쿼리 서열과 특정 서열 또는 서열 그룹의 비교, 또는 쿼리 서열과 더 큰 서열 라이브러리 또는 데이터베이스(예를 들어, GenBank 또는 GenPept)의 비교를 허용하며, 100% 동일성을 나타내는 서열뿐만 아니라 동일성의 정도가 더 적은 서열들도 확인한다. BLAST 알고리즘을 사용하여 핵산 또는 아미노산 서열을 비교할 수 있다. 또한, 둘 이상의 서열 간의 동일성은 서열들을 함께 정렬하고 서열 간의 동일성 %를 결정함으로써 결정될 수 있다. 정렬은 BLAST 알고리즘(예를 들어, GenBank를 통해 입수가능; URL: ncbi.nlm.nih.gov/cgi-bin/BLAST/ 디폴트 파라미터 사용: 프로그램: blastn; 데이터베이스: nr; 익스펙트 10; 필터: 디폴트; 얼라인먼트: 페어와이즈; 쿼리 유전자 코드: 표준(1)), 또는 BLAST2(EMBL를 통해 입수가능; URL: embl-heidelberg.de/ Services/index.html 디폴트 파라미터 사용: 매트릭스 BLOSUM62; 필터: 디폴트, 에코필터: on, 익스펙트: 10, 컷오프: 디폴트; 스트랜드: 양쪽; 디스크립션: 50, 얼라인먼트: 50); 또는 FASTA(디폴트 파라미터 사용)을 사용하여, 또는 서열을 수동 비교하고 동일성 %를 계산함으로써 수행될 수 있다.
제한되는 것은 아니지만, 본 발명은 식물 발현 벡터에서 HA를 암호화하는 핵산의 클로닝, 및 식물로부터 백신 생산에 적합한 인플루엔자 VLP의 생산을 설명한다. 이러한 핵산의 예는, 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 인플루엔자 A/New Caledonia/20/99(H1N1) 바이러스 HA(예를 들어, SEQ ID NO: 61), A/Indonesia/5/05 서브타입(H5N1)(예를 들어, SEQ ID NO: 60), A/Brisbane/59/2007(H1N1)(예를 들어, SEQ ID NO: 36, 48, 62), A/Solomon Islands/3/2006(H1N1)(예를 들어, SEQ ID NO: 37, 49, 63), A/Singapore/1/57(H2N2)(예를 들어, SEQ ID NO:42, 54, 64), A/Anhui /1/2005(H5N1)(예를 들어, SEQ ID NO: 43, 55, 65), A/Vietnam/1194/2004(H5N1)(예를 들어, SEQ ID NO: 44, 56, 66), A/Teal/Hong Kong/W312/97(H6N1)(예를 들어, SEQ ID NO: 45, 57, 67), A/Hong Kong/1073/99(H9N2)(예를 들어, SEQ ID NO: 47, 59, 68), A/Brisbane/10/2007(H3N2)(예를 들어, SEQ ID NO: 38, 50, 69), A/Wisconsin/67/2005(H3N2)(예를 들어, SEQ ID NO: 39, 51, 70), A/Equine/Prague/ 56(H7N7)(예를 들어, SEQ ID NO: 46, 58, 71), B/Malaysia/2506/2004(예를 들어, SEQ ID NO: 40, 52, 72), B/Florida/4/2006(예를 들어, SEQ ID NO: 41, 53, 73)로부터의 HA를 포함한다. 이들 균주에 대한 상응하는 클론 또는 구성물 번호가 표 1에 제공된다. 도 28 내지 39에 예시된 대로, SEQ ID NO: 36-47에 해당하는 핵산 서열은 플라스토시아닌 상류를 포함하며, 각 타입 또는 서브타입에 맞는 HA의 코딩 서열에 작동 가능하게 연결된다. 도 51 내지 64에 예시된 대로, SEQ ID NO: 60-73에 해당하는 핵산 서열은 자주개자리 플라스토시아닌 프로모터 및 5' UTR, HA의 헤마글루티닌 코딩 서열, 자주개자리 3' UTR 및 터미네이터 서열을 포함하는 HA 발현 카세트를 포함한다.
또한, VLP를 사용하여, 형질전환된 숙주 세포, 예를 들어 식물 세포 또는 곤충 세포에서 서브바이러스 인플루엔자 입자 및 인플루엔자 VLP를 포함하여, 기능성이며 면역원성인 동종타입 거대분자 단백질 구조로 자체 회합하는 재조합 인플루엔자 구조 단백질들로 이루어진 시약을 제조할 수 있다.
따라서, 본 발명은 단일 외피 단백질의 발현으로 인한, VLP, 및 식물 발현 시스템에서 바이러스 VLP를 생산하는 방법을 제공한다. VLP는 인플루엔자 VLP, 또는 제한되는 것은 아니지만, 홍역, 에볼라, 마르부르크 및 HIV를 포함하는 다른 원형질막-유래 바이러스로부터 생산된 VLP일 수 있다.
다른 외피보유 바이러스로부터의 단백질, 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 필로비리다에(예를 들어, 에볼라 바이러스, 마르부르크 바이러스 등), 파라믹소비리다에(예를 들어, 홍역 바이러스, 유행성 이하선염 바이러스, 호흡기 세포융합 바이러스, 뉴모바이러스 등), 레트로비리다에(예를 들어, 인간 면역결핍 바이러스-1, 인간 면역결핍 바이러스-2, 인간 T-세포 백혈병 바이러스-1 등), 플라비비리다에(예를 들어, 웨스트나일 뇌염, 댕기 바이러스, C형 간염 바이러스, 황열병 바이러스 등), 분야비리다에(예를 들어, 한타바이러스 등), 코로나비리다에(예를 들어, 코로나바이러스, SARS 등)로부터의 단백질들도 당업자에게 알려진 대로 사용될 수 있다. 원형질막 유래 바이러스에서 발현될 수 있는 항원의 비제한적 예는 HIV의 캡시드 단백질 - p24; HIV 당단백질 gp120 또는 gp41, 에볼라 바이러스의 VP30 또는 VP35 또는 마르부르크 바이러스의 Gp/SGP를 포함하는 필로바이러스 단백질 또는 홍역 파라믹소바이러스의 H 단백질 또는 F 단백질을 포함한다. 예를 들어, HIV의 P24(예를 들어, GenBank 레퍼런스 gi:19172948)는 HIV 바이러스 게놈(예를 들어, GenBank 레퍼런스 gi:9629357)의 gag 서열의 번역과 절단에 의해서 얻어진 단백질이고; HIV의 gp120 및 gp41은 HIV 바이러스 게놈의 env에 의해 암호화된 gp160 단백질(예를 들어, GenBank 레퍼런스 gi:9629363)의 번역과 절단에 의해서 얻어진 당단백질이다. 에볼라 바이러스의 VP30(GenPept 레퍼런스 gi:55770813)은 에볼라 바이러스 게놈(예를 들어, GenBank 레퍼런스 gi:55770807)의 vp30 서열의 번역에 의해서 얻어진 단백질이고, 에볼라 바이러스의 VP35(GenPept 레퍼런스 gi:55770809)는 에볼라 바이러스 게놈의 vp35 서열의 번역에 의해서 얻어진 단백질이다. 마르부르크 바이러스의 Gp/SGP(GenPept 레퍼런스 gi:296965)는 마르부르크 바이러스 게놈(GenBank 레퍼런스 gi:158539108)의 (서열)의 번역에 의해서 얻어진 단백질이다. H 단백질(GenPept 레퍼런스 gi:9626951)은 홍역 바이러스 게놈(GenBank 레퍼런스 gi:9626945)의 H 서열의 단백질이고, F 단백질(GenPept 레퍼런스 gi:9626950)은 홍역 바이러스 게놈의 F 서열의 단백질이다.
그러나, 당업자에게 알려진 대로 본 발명의 방법에서는 다른 코팅 단백질도 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 HIV-p24, HIV-gp120, HIV-gp41, 에볼라 바이러스-VP30, 에볼라 바이러스-VP35, 마르부르크 바이러스 Gp/SGP, 홍역 바이러스-H 단백질 또는 -F 단백질을 암호화하는 서열을 포함하는 핵산 분자를 제공한다. 이 핵산 분자는 곤충, 효모 또는 식물 세포, 또는 특히 식물 조직에서 활성인 조절 영역에 작동 가능하게 연결될 수 있다.
더욱이, 본 발명은 HA, 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 인간 인플루엔자 A/Indonesia/5/05 바이러스 HA(H5N1)를 암호화하는 핵산을 식물 또는 곤충 발현 벡터(예를 들어, 바쿨로바이러스 발현 벡터)에서 클로닝하는 것, 및 형질전환된 식물 세포 또는 형질전환된 곤충 세포에서, 서브바이러스 인플루엔자 입자 및 인플루엔자 VLP를 포함하여, 기능적이며 면역원성인 동종타입 거대분자 단백질 구조로 자체 회합하는 재조합 인플루엔자 구조 단백질들로 이루어진 인플루엔자 백신 후보 또는 시약을 생산하는 것을 제공한다.
인플루엔자 서브타입, 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 A/New Caledonia/ 20/99(H1N1), A/Indonesia/5/05 서브타입(H5N1), A/Brisbane/59/2007(H1N1), A/ Solomon Islands/3/2006(H1N1), A/Singapore/1/57(H2N2), A/Anhui/1/2005(H5N1), A/Vietnam/1194/2004(H5N1), A/Teal/Hong Kong/W312/97(H6N1), A/HongKong/1073/99 (H9N2), A/Brisbane/10/2007(H3N2), A/Wisconsin/67/2005(H3N2), A/Equine/Prague/ 56(H7N7), B/Malaysia/2506/2004, B/Florida/4/2006의 HA를 암호화하는 핵산이, 예를 들어 바쿨로바이러스 발현 시스템을 사용하여 적합한 셀라인에서, 예를 들어 Spodoptera frugiperda 세포(예를 들어, Sf-9 셀라인; ATCC PTA-4047)에서 발현될 수 있다. 또한, 다른 곤충 셀라인도 사용될 수 있다.
대안으로서, HA를 암호화하는 핵산은 식물 세포 또는 식물에서 발현될 수 있다. HA를 암호화하는 핵산은 HA RNA를 사용한 역전사와 폴리머라제 연쇄반응(PCR)에 의해 합성될 수 있다. 예로서, 인간 인플루엔자 A/New Caledonia/20/99(H1N1) 바이러스 또는 인간 인플루엔자 A/Indonesia/5/05(H5N1) 바이러스, 또는 다른 인플루엔자 바이러스, 예를 들어 A/Brisbane/59/2007(H1N1), A/Solomon Islands/3/2006 (H1N1), A/Singapore/1/57(H2N2), A/Anhui/1/2005(H5N1), A/Vietnam/1194/2004(H5N 1), A/Teal/HongKong/W312/97(H6N1), A/Hong Kong/1073/99(H9N2), A/Brisbane/10/ 2007(H3N2), A/Wisconsin/67/2005(H3N2), A/Equine/Prague/56(H7N7), B/Malaysia/ 2506/2004, B/Florida/4/2006로부터, 또는 인플루엔자 바이러스로 감염된 세포로부터 RNA가 분리될 수 있다. 역전사와 PCR에서 HA RNA, 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 인간 인플루엔자 A/New Caledonia/20/99(H1N1) 바이러스 HA 서열 또는 인간 인플루엔자 A/Indonesia/5/05(H5N1) 바이러스 HA0 서열, 또는 인플루엔자 서브타입 A/Brisbane/59/2007(H1N1), A/Solomon Islands/3/2006(H1N1), A/Singapore/1/ 57(H2N2), A/Anhui/1/2005(H5N1), A/Vietnam/1194/2004(H5N1), A/Teal/HongKong/W 312/97(H6N1), A/HongKong/1073/99(H9N2), A/Brisbane/10/2007(H3N2), A/Wisconsin /67/2005(H3N2), A/Equine/Prague/56(H7N7), B/Malaysia/2506/2004, B/Florida/4/ 2006로부터의 HA 서열에 특이적인 올리고뉴클레오티드 프라이머가 사용될 수 있다. 추가하여, HA를 암호화하는 핵산은 당업자에게 알려진 방법을 사용하여 화학적으로 합성될 수 있다.
이들 유전자의 얻어진 cDNA 카피들은 숙주 발현 시스템에 필요하다면 적합한 발현 벡터에서 클로닝될 수 있다. 식물에서 적합한 발현 벡터의 예가 아래 설명되며, 대안으로서 바쿨로바이러스 발현 벡터, 예를 들어 pFastBacl(InVitrogen)를 사용하여 공지된 방법 및 제조자의 설명서에 제공된 정보에 따라서 pFastBacl-기반 플라스미드를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 식물에서 작동가능한 조절 요소에 작동 가능하게 연결된 상기 설명된 HA를 암호화하는 핵산을 포함하는 유전자 구성물에 관한 것이다. 식물 세포에서 작동 가능하고 본 발명에 따라서 사용될 수 있는 조절 요소의 예는, 제한되는 것은 아니지만, 플라스토시아닌 조절 영역((US 7,125,978; 본원에 참고자료로 포함된다), 또는 리불로오스 1,5-비스포스페이트 카르복실라제/옥시게나제의 조절 영역(RuBisCO; US 4,962,028; 본원에 참고자료로 포함된다), 클로로필 a/b 결합 단백질(CAB; Leutwiler et al., 1986; 본원에 참고자료로 포함된다), ST-LS1(광계 II의 산소-방출 복합체와 결합된다, Stockhaus et al., 1987, 1989; 본원에 참고자료로 포함된다)를 포함한다. 플라스토시아닌 조절 영역의 예는 SEQ ID NO: 36의 뉴클레오티드 10-85를 포함하는 서열, 또는 SEQ ID NO: 37-47 중 어느 하나의 유사한 영역이다.
만일 구성물이 곤충 세포에서 발현되는 경우, 곤충 세포에서 작동가능한 조절 요소의 예는, 제한되는 것은 아니지만, 폴리헤드린 프로모터(Possee and Howard 1987. Nucleic Acids Research 15:10233-10248), gp64 프로모터(Kogan et al., 1995. J. Virology 69:1452-1461) 등을 포함한다.
따라서, 본 발명의 한 양태는 조절 영역 및 인플루엔자 HA를 암호화하는 서열을 포함하는 핵산을 제공한다. 조절 영역은 플라스토시아닌 조절 요소일 수 있고, 인플루엔자 HA는 A/New Caledonia/20/99(H1N1), A/Indonesia/5/05 서브타입(H5 N1), A/Brisbane/59/2007(H1N1), A/Solomon Islands/3/2006(H1N1), A/Singapore/1/ 57(H2N2), A/Anhui/1/2005(H5N1), A/Vietnam/1194/2004(H5N1), A/Teal/Hong Kong/ W312/97(H6N1), A/Brisbane/10/2007(H3N2), A/Wisconsin/67/2005(H3N2), A/Equine/ Prague/56(H7N7), B/Malaysia/2506/2004, B/Florida/4/2006, A/Hong Kong/1073/99 (H9N2)를 포함하는 인플루엔자 균주 또는 서브타입의 군에서 선택될 수 있다. 플라스토시아닌 조절 요소 및 인플루엔자 HA를 포함하는 핵산 서열은 SEQ ID NO: 36-47로 본원에서 예시된다.
인플루엔자 바이러스가 난, 또는 포유동물 세포(예를 들어, MDCK 세포)에서 배양되었을 때, 또는 감염된 피험체로부터 분리되었을 때, 인플루엔자 헤마글루티닌 아미노산 서열들, 또는 이들을 암호화하는 핵산들의 서열에는 서열 차이가 있을 수 있다는 것이 알려져 있다. 이러한 차이의 비제한적 예가 실시예 18을 포함하여 본원에 예시된다. 더욱이, 당업자가 이해하고 있는 대로, 새로운 균주로부터 얻어진 인플루엔자 헤마글루티닌에서는 추가 돌연변이가 계속해서 발생할 수 있기 때문에 추가의 변이도 관찰될 수 있다. 상이한 인플루엔자 헤마글루티닌들 간의 공지된 서열 변동성으로 인해, 본 발명은 본원에 설명된 대로 숙주에서 발현되었을 때 인플루엔자 헤마글루틴이 VLP를 형성하기만 한다면 어떤 인플루엔자 헤마글루틴을 사용해서도 제조될 수 있는 VLP를 포함한다.
서열 정렬 및 컨센서스 서열은 본 분야에 공지된 몇몇 소프트웨어 패키지 중 어느 것을 사용하여, 예를 들어 MULTALIN(F. CORPET, 1988, Nucl. Acids Res., 16 (22), 10881-10890)를 사용하여 결정될 수 있거나, 또는 서열들이 수동으로 정렬되고 서열들 간의 유사성 및 차이가 결정될 수 있다.
헤마글루티닌의 구조는 잘 연구되고 있으며, 그 구조는 매우 보존성인 것으로 알려져 있다. 헤마글루티닌 구조가 중첩된 경우, 높은 정도의 구조 보존이 관찰된다(rmsd <2A). 이 구조 보존은 일부 위치에서 아미노산 서열이 변경될 수 있을 때도 관찰된다(예를 들어, Skehel and Wiley, 2000 Ann. Rev. Biochem. 69:531-69; Vaccaro et al., 2005). 또한, 다음과 같이 헤마글루티닌의 영역들도 잘 보존된다.
● 구조 도메인: HA0 폴리단백질이 절단되어 성숙한 HA가 제공된다. HA는 동종삼량체이며, 각 단량체는 1개의 이황화 결합에 의해서 연결된 수용체 결합 도메인(HA1)과 막-고정 도메인(HA2)을 포함한다. 또한, HA2 서브유닛의 N-말단 20개 잔기는 HA 융합 도메인 또는 서열로서 언급될 수 있다. '꼬리' 영역(막 외피의 내부)도 존재한다. 각 헤마글루티닌은 이들 영역 또는 도메인을 포함한다. 개별 영역 또는 도메인은 전형적으로 길이가 보존된다.
● 모든 헤마글루티닌은 동일한 수의 분자간 및 분자내 이황화 다리를 동일한 위치에 함유한다. 이황화 다리 망구조에 참여하는 시스테인의 아미노산 서열에서의 양 및 위치는 HA들에서 보존된다. 특징적인 분자내 및 분자간 이황화 다리 그리고 다른 보존된 아미노산 및 이들의 상대적 위치를 예시하는 구조의 예가, 예를 들어 Gamblin 등(2004, Science 303:1838-1842)에 설명된다. 전형적인 구조 및 서열은 1RVZ, 1RVX, 1RVT, 1RV0, 1RUY, 1RU7을 포함하며, Protein Data Bank(URL: www.rcsb.org)로부터 입수가능하다.
● 세포질 꼬리 - 대부분의 헤마글루티닌은 보존된 위치에 3개의 시스테인을 포함한다. 이들 시스테인 중 하나 이상이 번역-후 변형으로서 팔미토일화될 수 있다.
인플루엔자 바이러스의 헤마글루티닌에서는 아미노산 변이가 허용된다. 이런 변이가 계속해서 확인되는 새로운 균주를 제공한다. 새로운 균주들의 감염성은 다양할 수 있다. 그러나, 헤마글루티닌 삼량체의 형성과 그에 이어지는 VLP의 형성은 유지된다. 따라서, 본 발명은 공지된 서열 및 발생할 수 있는 변이체 서열을 포함하며, 식물에서 VLP를 형성하는 헤마글루티닌 아미노산 서열, 또는 헤마글루티닌 아미노산 서열을 암호화하는 핵산을 제공한다.
도 65는 이러한 공지된 변이의 예를 예시한다. 이 도면은 다음 H1N1 균주의 HA에 대한 컨센서스 아미노산 서열(SEQ ID NO: 74)을 도시한다: A/New Caledonia/ 20/99(H1N1)(SEQ ID NO: 33에 의해 암호화), A/Brisbane/59/2007(H1N)(SEQ ID NO: 48), A/Solomon Islands/3/2006(H1N1)(SEQ ID NO: 49) 및 SEQ ID NO: 9. X1(위치 3)은 A 또는 V; X2(위치 52)는 D 또는 N; X3(위치 90)은 K 또는 R; X4(위치 99)는 K 또는 T; X5(위치 111)는 Y 또는 H; X6(위치 145)은 V 또는 T; X7(위치 154)은 E 또는 K; X8(위치 161)은 R 또는 K; X9(위치 181)는 V 또는 A; X1O(위치 203)은 D 또는 N; X11(위치 205)은 R 또는 K; X12(위치 210)는 T 또는 K; X13(위치 225)은 R 또는 K; X14(위치 268)는 W 또는 R; X15(위치 283)는 T 또는 N; X16(위치 290)은 E 또는 K; X17(위치 432)은 I 또는 L; X18(위치 489)은 N 또는 D이다.
A/New Caledonia/20/99(H1N)(SEQ ID NO: 33에 의해 암호화), A/Brisbane/59/ 2007(H1N1)(SEQ ID NO: 48), A/Solomon Islands/3/2006(H1N1)(SEQ ID NO: 49), A/ PuertoRico/8/34(H1N1) 및 SEQ ID NO: 9의 HA에 대한 이러한 변이, 서열 정렬 및 컨센서스 서열의 또 다른 예가 아래 표 3에 제시된다.
Figure pct00003
Figure pct00004
컨센서스 서열에서 대문자는 지정된 위치에 있는 모든 서열에 공통된 아미노산을 나타내고, 소문자는 적어도 절반의 서열 또는 대부분의 서열에 공통된 아미노산을 나타낸다. 기호 !는 I 또는 V 중 어느 하나이고, 기호 $는 L 또는 M 중 어느 하나이고, 기호 %는 F 또는 Y 중 어느 하나이고, 기호 #는 N, D, Q, E, B 또는 Z 중 어느 하나이고, 기호 "."는 아미노산이 없는 것이다(예를 들어, 결실). 위치 3의 X는 A 또는 V 중 어느 하나이고, 위치 52의 X는 E 또는 N 중 어느 하나이고, 위치 90의 X는 K 또는 R이고, 위치 99의 X는 T 또는 K이고, 위치 111의 X는 Y 또는 H 중 어느 하나이고, 위치 145의 X는 V 또는 T 중 어느 하나이고, 위치 157의 X는 K 또는 E이고, 위치 162의 X는 R 또는 K이고, 위치 182의 X는 V 또는 A이고, 위치 203의 X는 N 또는 D이고, 위치 205의 X는 R 또는 K이고, 위치 210의 X는 T 또는 K이고, 위치 225의 X는 K 또는 Y이고, 위치 333의 X는 H 또는 결실이고, 위치 433의 X는 I 또는 L이고, 위치 49)의 X는 N 또는 D이다.
A/Anhui/1/2005(H5N1)(SEQ ID NO: 55), A/Vietnam/1194/2004(H5N1) 및 A/Ind onesia/5/2006(H5N1)(SEQ ID NO: 10)의 HA에 대한 이러한 변이, 서열 정렬 및 컨센서스 서열의 또 다른 예가 아래 표 4에 제시된다.
Figure pct00005
Figure pct00006
컨센서스 서열에서 대문자는 지정된 위치에 있는 모든 서열에 공통된 아미노산을 나타내고, 소문자는 적어도 절반의 서열 또는 대부분의 서열에 공통된 아미노산을 나타낸다. 기호 !는 I 또는 V 중 어느 하나이고, 기호 $는 L 또는 M 중 어느 하나이고, 기호 %는 F 또는 Y 중 어느 하나이고, 기호 #는 N, D, Q, E, B 또는 Z 중 어느 하나이다. 위치 102의 X는 T, V 또는 A 중 어느 것이고, 위치 110의 X는 S, D 또는 N 중 어느 것이고, 위치 156의 X는 S, K 또는 T 중 어느 것이다.
상기 예시되고 설명된 정렬 및 컨센서스 서열은 식물에서 VLP의 생산을 위해 본 발명의 다양한 구체예에서 사용될 수 있는 헤마글루티닌 아미노산 서열에 존재하는 변이체의 비제한적 예들이다.
아미노산 서열을 암호화하는 핵산은 각 아미노산에 대한 코돈이 본 분야에 알려져 있기 때문에 쉽게 결정될 수 있다. 따라서, 아미노산 서열의 제공은 그것을 암호화하는 축퇴 핵산 서열을 알려준다. 따라서, 본 발명은 본원에 개시된 인플루엔자 균주 및 서브타입(예를 들어, A/New Caledonia/20/99(H1N1), A/Indonesia /5/2006(H5N1), A/chicken/New York/1995, A/herring gull/DE/677/88(H2N8), A/ Texas/32/2003, A/mallard/MN/33/00, A/duck/Shanghai/1/2000, A/northem pintail /TX/828189/02, A/Turkey/Ontario/6118/68(H8N4), A/shoveler/Iran/G54/03, A/chic ken/Germany/N/1949(H10N7), A/duck/England/56(H11N6), A/duck/Alberta/60/76(H12 N5), A/Gull/Maryland/704/77(H13N6), A/Mallard/Gurjev/263/82, A/duck/Australia /341/83(H15N8), A/black-headed gull/Sweden/5/99(H16N3), C/Johannesburg/66, B/ Lee/40, A/PuertoRico/8/34(H1N1), A/Brisbane/59/2007(H1N1), A/Solomon Islands 3/2006(H1N1), A/Brisbane 10/2007(H3N2), A/Wisconsin/67/2005(H3N2), B/Malaysia /2506/2004, B/Florida/4/2006, A/Singapore/1/57(H2N2), A/Anhui/1/2005(H5N1), A/Vietnam/1194/2004(H5N1), A/Teal/HongKong/W312/97(H6N1), A/Equine/Prague/56 (H7N7), A/HongKong/1073/99(H9N2))의 헤마글루티닌을 암호화하는 핵산 서열과 상기 헤마글루티닌을 암호화하는 축퇴 서열을 제공한다
또한, 핵산에 의해 암호화된 아미노산 서열도 각 아미노산에 대한 코돈 또는 코돈들이 공지되어 있으므로 쉽게 결정될 수 있다. 따라서, 핵산의 제공은 그것에 의해 암호화된 아미노산 서열을 알려준다. 따라서, 본 발명은 본원에 개시된 인플루엔자 균주 및 서브타입의 헤마글루티닌의 아미노산 서열을 제공한다(예를 들어, A/New Caledonia/20/99(H1N1), A/Indonesia/5/2006(H5N1), A/chicken/New York/ 1995, A/herring gull/DE/677/88(H2N8), A/Texas/32/2003, A/mallard/MN/33/00, A/ duck/Shanghai/1/2000, A/northern pintail/TX/828189/02, A/Turkey/Ontario/6118/ 68(H8N4), A/shoveler/Iran/G54/03, A/chicken/Germany/N/1949(H10N7), A/duck/Eng land/56(H11N6), A/duck/Alberta/60/76(H12N5), A/Gull/Maryland/7O4/77(H13N6), A/Mallard/Gurjev/263/82, A/duck/Australia/341/83(H15N8), A/black-headed gull/ Sweden/5/99(H16N3), B/Lee/40, C/Johannesburg/66, A/PuertoRico/8/34(H1N1), A/ Brisbane/59/2007(H1N1), A/Solomon Islands 3/2006(H1N1), A/Brisbane 10/2007 (H3N2), A/Wisconsin/67/2005(H3N2), B/Malaysia/2506/2004, B/Florida/4/2006, A/ Singapore/1/57(H2N2), A/Anhui/1/2005(H5N1), A/Vietnam/1194/2004(H5N1), A/Teal /HongKong/W312/97(H6N1), A/Equine/Prague/56(H7N7), A/HongKong/1073/99(H9N2)).
식물에서 인플루엔자 VLP는 원형질막(실시예 5 및 도 19 참조)으로부터 발아하며, 따라서 VLP의 지질 조성은 그것의 기원을 반영한다. 본 발명에 따라서 생산된 VLP는 식물 유래 지질과 복합체를 이룬 하나 이상의 인플루엔자 타입 또는 서브타입의 HA를 포함한다. 식물 지질은 특정 면역세포를 자극하여 유도된 면역반응을 증진시킬 수 있다. 식물의 막은 지질, 포스파티딜콜린(PC) 및 포스파티딜에탄올아민(PE)로 이루어지며, 또한 글리코스핑고지질, 사포닌 및 피토스테롤을 함유한다. 추가로, 식물 원형질막에서는 지질 라프트가 또한 발견된다 - 이러한 미세 도메인은 스핑고지질 및 스테롤이 풍부하다. 식물에서는 여러 가지의 피토스테롤이 발생한다고 알려져 있으며, 이것은 스티그마스테롤, 시토스테롤, 24-메틸콜레스테롤 및 콜레스테롤을 포함한다(Mongrand et al., 2004).
PC 및 PE뿐만 아니라 글리코스핑고지질도 수지상세포 및 대식세포와 같은 항원-제시 세포(APC) 및 흉선과 간에 존재하는 B 및 T 림프구를 포함하는 다른 세포들과 마찬가지로 포유동물 면역세포에 의해 발현되는 CD1 분자와 결합할 수 있다 (Tsuji M., 2006). CD1 분자는 제I류에 속하는 주요 조직적합성 복합체(MHC) 분자와 구조적으로 유사하며, 이들의 역할은 NKT 세포(자연살상 T 세포)에 대한 당지질 항원을 제시하는 것이다. 활성화되면 NKT 세포는 NK 세포 및 수지상세포와 같은 선천적 면역세포를 활성화하며, 또 항체-생산 B 세포 및 T 세포 같은 후천적 면역세포도 활성화한다.
여러 가지 피토스테롤이 원형질막에서 발견될 수 있다 - 특정 보체는 몇 가지 요인으로 말하자면 종, 성장 조건, 영양물 기원 또는 병원성 상태에 따라서 다양할 수 있다. 일반적으로 베타-시토스테롤이 가장 풍부한 피토스테롤이다.
원형질막 유래 외피와 같은 지질 이중층과 복합체를 이룬 인플루엔자 VLP에 존재하는 피토스테롤은 유리한 백신 조성물을 제공할 수 있다. 이론과 결부시키고 싶지는 않지만, 원형질막 유래 외피와 같은 지질 이중층과 복합체를 이룬 식물-제조 VLP는 다른 발현 시스템에서 제조된 VLP보다 더 강한 면역반응을 유도할 수 있으며, 생 바이러스 백신 또는 감독된 전 바이러스 백신에 의해 유도되는 면역반응과 유사할 수 있다.
따라서, 어떤 구체예에서, 본 발명은 식물-유래 지질 이중층과 복합체를 이룬 VLP를 제공한다. 어떤 구체예에서, 식물-유래 지질 이중층은 VLP의 외피를 포함할 수 있다.
식물에서 생산된 VLP는 식물-특이적 N-글리칸을 포함하는 HA를 유도할 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한 식물-특이적 N-글리칸을 갖는 HA를 포함하는 VLP를 제공한다.
더욱이, 식물에서의 N-글리칸의 변형이 공지되어 있으며(예를 들어, 본원에 참고자료로 포함되는 U.S. 60/944,344 참조), 변형된 N-글리칸을 갖는 HA도 생산될 수 있다. 글리코실화 패턴이 변형된, 예를 들어 푸코실화가 감소되거나, 자일로실화가 감소되거나, 또는 푸코실화와 자일로실화가 모두 감소된 N-글리칸을 포함하는 HA가 얻어지거나, 또는 단백질이 푸코실화, 자일로실화 또는 둘 다를 결여하고 증가된 갈락토실화를 포함하도록 글리코실화 패턴이 변형된 HA가 얻어질 수 있다. 더욱이, 번역-후 변형의 조정, 예를 들어 말단 갈락토오스의 부가에 의해 HA를 발현하는 야생형 식물과 비교하여 발현된 HA의 푸코실화 및 자일로실화가 감소할 수 있다.
제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 글리코실화 패턴이 변형된 HA의 합성은 베타-1,4-갈락토실트랜스페라제(GalT), 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 포유동물 GalT, 또는 인간 GalT를 암호화하는 뉴클레오티드 서열과 함께 관심의 단백질을 공-발현시킴으로써 달성될 수 있으며, 다른 출처로부터의 GalT도 사용될 수 있다. 또한, GalT의 촉매 도메인을 N-아세틸글루코사미닐트랜스페라제(GNT1)의 CTS 도메인(즉, 세포질 꼬리, 막통과 도메인, 줄기 영역)과 융합시켜 GNT1-GalT 하이브리드 효소를 생산할 수 있으며, 이 하이브리드 효소가 HA와 공-발현될 수 있다. 또한, HA는 N-아세틸글루코사미닐트랜스페라제 III(GnT-III), 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 포유동물 GnT-III 또는 인간 GnT-III를 암호화하는 뉴클레오티드 서열과 함께 공-발현될 수 있으며, 다른 출처로부터의 GnT-III도 사용될 수 있다. 추가하여, GnT-III과 융합된 GNT1의 CTS를 포함하는 GNT1-GnT-III 하이브리드 효소가 또한 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 또한 변형된 N-글리칸을 갖는 HA를 포함하는 VLP를 포함한다.
이론과 결부시키고 싶지는 않지만, HA 상에 식물 N-글리칸의 존재는 항원-제시 세포에 의한 HA의 결합을 촉진함으로써 면역반응을 자극할 수 있다. 식물 N-글리칸을 사용한 면역반응의 자극은 Saint-jore-Dupas 등(2007)에 의해 제안되었다. 더욱이, VLP의 입체형태가 항원의 제시에 유리할 수 있으며, 식물 유래 지질 층과 복합체를 이루었을 때 VLP의 애쥬번트 효과가 증진될 수 있다.
"조절 영역", "조절 요소" 또는 "프로모터"는 항상 그런 것은 아니지만 전형적으로 유전자의 단백질 코딩 영역의 상류에 있는 핵산의 일부분을 의미하며, 이것은 DNA 또는 RNA, 또는 DNA와 RNA로 이루질 수 있다. 조절 영역이 활성이고, 관심의 유전자와 작동 가능하게 결합되거나, 또는 작동 가능하게 연결된 경우, 이것은 관심의 유전자의 발현을 가져올 수 있다. 조절 요소는 기관 특이성을 매개하거나, 또는 발생적 또는 시간적 유전자 활성화를 제어할 수 있다. "조절 영역"은 프로모터 요소, 기본적 프로모터 활성을 나타내는 코어 프로모터 요소, 외부 자극에 대한 반응으로서 유도될 수 있는 요소, 음성 조절 요소와 같은 프로모터 활성을 매개하는 요소 또는 전사 인핸서를 포함한다. 또한, "조절 영역"은 본원에서 사용되었을 때 전사 후 활성인 요소, 예를 들어 번역 및 전사 인핸서, 번역 및 전사 리프레서, 상류 활성화 서열, 및 mRNA 불안정성 결정소와 같은 유전자 발현을 조정하는 조절 요소를 포함한다. 이러한 후자의 요소들 중 몇 개는 코딩 영역 근처에 위치될 수 있다.
본 명세서의 맥락에서, 전형적으로 용어 "조절 요소" 또는 "조절 영역"은 항상 그런 것은 아니지만 일반적으로 구조 유전자의 코딩 서열에 대해 상류(5')에 있는 DNA의 서열을 말하며, 이것은 RNA 폴리머라제 및/또는 특정 부위에서 전사가 시작되는데 필요한 다른 인자들에 대한 인식을 제공함으로써 코딩 영역의 발현을 제어한다. 그러나, 서열의 인트론 내에, 또는 서열의 3'에 위치한 다른 뉴클레오티드 서열도 관심의 코딩 영역의 발현의 조절에 기여할 수 있다. RNA 폴리머라제 또는 다른 전사 인자들에 대한 인식을 제공함으로써 특정 부위에서의 개시를 보장하는 조절 요소의 예는 프로모터 요소이다. 전부 그런 것은 아니지만 대부분의 진핵 프로모터 요소는 일반적으로 전사 시작 부위에서 대략 25개 염기쌍 상류에 위치한 아데노신과 티미딘 뉴클레오티드 염기쌍으로 이루어진 보존성 핵산 서열인 TATA 상자를 함유한다. 프로모터 요소는 전사의 개시를 책임진 기본적 프로모터 요소뿐만 아니라, 유전자 발현을 변형하는 다른 조절 요소들(상기 열거된)도 포함한다.
발생적으로 조절되는, 유도성 또는 구성성인 것들을 포함하여, 몇 가지 타입의 조절 영역이 있다. 발생적으로 조절되거나, 또는 조절 영역의 제어하에 유전자의 차등 발현을 제어하는 조절 영역은 해당 기관 또는 조직의 발생 도중의 특정 시기에 어떤 기관 또는 기관의 조직에서 활성화된다. 그러나, 발생적으로 조절되는 일부 조절 영역은 특정 발생 단계에서 어떤 기관 또는 조직에서 우선적으로 활성화될 수 있으며, 이들 역시 발생학적으로 조절되는 방식으로 활성화되거나, 또는 식물의 다른 기관 또는 조직에서도 기본적 수준으로는 활성화될 수 있다. 조직-특이적 조절 영역, 예를 들어 종자-특이적 조절 영역의 예는 나핀 프로모터, 및 크루시페린 프로모터를 포함한다(Rask et al., 1998, J. Plant Physiol. 152: 595-599; Bilodeau et al., 1994, Plant Cell 14: 125-130). 잎-특이적 프로모터의 예는 플라스토시아닌 프로모터를 포함한다(도 1b 또는 SEQ ID NO: 23; US 7,125,978, 본원에 참고자료로 포함된다).
유도성 조절 영역은 유도제에 반응하여 하나 이상의 DNA 서열 또는 유전자의 전사를 직접 또는 간접적으로 활성화할 수 있는 것이다. 유도제가 없으면 DNA 서열 또는 유전자는 전사되지 않을 것이다. 전형적으로 유도성 조절 영역과 특이적으로 결합하여 전사를 활성화하는 단백질 인자는 비활성화 형태로 존재할 수 있으며, 이것이 이후 유도제에 의해 활성 형태로 직접 또는 간접적으로 전환된다. 그러나, 단백질 인자는 없을 수도 있다. 유도체는 단백질, 대사산물, 성장 조절제, 제초제 또는 페놀계 화합물과 같은 화학제제 또는 가열, 냉각, 염, 또는 독성 원소에 의해 직접적으로, 또는 바이러스와 같은 병원체 또는 질환 인자의 작용을 통해 간접적으로 부여되는 생리학적 스트레스일 수 있다. 유도성 조절 영역을 함유하는 식물 세포는 분무, 물주기, 가열 또는 유사한 방법에 의해 세포 또는 식물에 유도체를 외부적으로 적용함으로써 유도제에 노출될 수 있다. 유도성 조절 요소는 식물 또는 비-식물 유전자로부터 유래될 수 있다(예를 들어, 본원에 참고자료로 포함되는 Gatz, C. and Lenk, I.R.P., 1998, Trends Plant Sci. 3, 352-358 참조). 잠재적인 유도성 프로모터의 예는, 제한되는 것은 아니지만, 테트라시클린-유도성 프로모터(Gatz, C., 1997, Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 48, 89-108; 본원에 참고자료로 포함된다), 스테로이드 유도성 프로모터(Aoyama, T. and Chua, N.H., 1997, Plant J. 2, 397-404; 본원에 참고자료로 포함된다) 및 에탄올-유도성 프로모터(Salter, M.G., et al, 1998, Plant Journal 16, 127-132; Caddick, M.X., et al, 1998, Nature Biotech. 16, 177-180, 본원에 참고자료로 포함된다), 사이토키닌 유도성 IB6 및 CKI1 유전자(Brandstatter, I. and Kieber, J.J., 1998, Plant Cell 10, 1009-1019; Kakimoto, T., 1996, Science 274, 982-985; 본원에 참고자료로 포함된다) 및 아우신 유도성 요소 DR5(Ulmasov, T., et al., 1997, Plant Cell 9, 1963-1971; 본원에 참고자료로 포함된다)를 포함한다.
구성성 조절 영역은 식물의 발생 도중에 계속해서 식물의 여러 부분을 아울러서 유전자의 발현을 지시한다. 공지된 구성성 조절 요소의 예는 CaMV 35S 전사체(Odell et al., 1985, Nature, 313:810-812), 쌀 액틴 1(Zhang et al., 1991, Plant Cell, 3:1155-1165), 액틴 2(An et al., 1996, Plant J., 10:107-121), 또는 tms 2(본원에 참고자료로 포함된 U.S. 5,428,147), 및 트리오스포스페이트 이소머라제 1(Xu et al., 1994, Plant Physiol. 106:459-467) 유전자, 옥수수 유비퀴틴 1 유전자(Cornejo et al., 1993, Plant Mol. Biol. 29:637-646), Arabidopsis 유비퀴틴 1 및 6 유전자(Holtorf et al., 1995, Plant Mol. Biol. 29:637-646), 및 담배 번역 개시 인자 4A 유전자(Mandel et al., 1995, Plant Mol. Biol. 29:995-1004)와 관련된 프로모터를 포함한다. 용어 "구성성"은 본원에서 사용되었을 때 구성성 조절 영역의 제어하에 유전자가 모든 세포 타입에서 동일한 수준으로 발현된다는 것을 반드시 의미하지는 않으며, 유전자는 광범한 세포 타입에서 발현되기는 하지만 대체로 변이도 풍부하게 관찰된다.
"작동 가능하게 연결된"은 특정 서열, 예를 들어 조절 요소 및 관심의 코딩 영역이 직접 또는 간접적으로 상호작용하여 유전자 발현의 매개 또는 조정과 같은 의도된 기능을 수행한다는 것을 의미한다. 작동 가능하게 연결된 서열들의 상호작용은, 예를 들어 작동 가능하게 연결된 서열들과 상호작용하는 단백질에 의해 매개될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 뉴클레오티드 서열은 본 발명의 뉴클레오티드 서열, 또는 구성물, 또는 벡터에 의해 형질전환된 어떤 적합한 식물 숙주에서 발현될 수 있다. 적합한 숙주의 예는, 제한되는 것은 아니지만, 자주개자리, 캐놀라, 옥수수, Brassica 종, Nicotiana 종, 자주개자리, 감자, 인삼, 완두콩, 귀리, 쌀, 대두, 밀, 보리, 해바라기, 목화 등을 포함하는 농작물을 포함한다.
본 발명의 하나 이상의 키메라 유전자 구성물은 3' 미번역 영역을 더 포함할 수 있다. 3' 미번역 영역은 폴리아데닐화 신호 및 mRNA 프로세싱 또는 유전자 발현을 행할 수 있는 어떤 다른 조절 신호를 함유하는 DNA 세그먼트를 포함하는 유전자의 일부분을 말한다. 폴리아데닐화 신호는 일반적으로 mRNA 전구물질의 3' 단부에 폴리아데닐산 트랙의 부가를 행하는 것을 특징으로 한다. 폴리아데닐화 신호는 통상 정규 형태인 5'-AATAAA-3'에 대한 상동체의 존재에 의해 인식되며, 변이도 드물지는 않다. 또한, 본 발명의 키메라 유전자 구성물 중 하나 이상은 필요에 따라서 번역 인핸서든 전사 인핸서든 인핸서를 더 포함할 수 있다. 이러한 인핸서 영역은 당업자에게 잘 알려져 있으며, ATG 개시 코돈과 인접 서열을 포함할 수 있다. 개시 코돈은 코딩 서열의 리딩 프레임과 동일 위상이어야 하며, 그래야 전체 서열의 번역이 보장된다.
적합한 3' 영역의 비제한적 예는 아그로박테리움 종양 유도(Ti) 플라스미드 유전자, 예를 들어 노팔린 신타제(Nos 유전자) 및 식물 유전자, 예를 들어 대두 저장 단백질 유전자, 리불로오스-1,5-비스포스페이트 카르복실라제(ssRUBISCO; US 4,962,028; 본원에 참고자료로 포함된다) 유전자의 작은 서브유닛, 플라스토시아닌 발현을 조절하는데 사용되는 프로모터(Pwee and Gray 1993; 본원에 참고자료로 포함된다)의 폴리아데닐화 신호를 함유하는 3'-전사된 미번역 영역이다. 플라스토시아닌 프로모터의 예는 US 7,125,978(본원에 참고자료로 포함된다)에 설명된다.
본원에 설명된 대로, 잎 발현에서 효능이 증명된 인핸서 서열을 포함하는 프로모터가 일시 발현에 효과적인 것으로 판명되었다. 이론과 결부시키고 싶지는 않지만, 핵 바탕질에의 부착에 의한 광합성 유전자의 상류 조절 요소의 부착이 강한 발현을 매개할 수 있다. 예를 들어, 완두콩 플라스토시아닌 유전자의 번역 시작 부위로부터 -784까지를 사용하여 강한 리포터 유전자 발현을 매개할 수 있다.
형질전환된 식물 세포의 확인을 돕기 위해서 본 발명의 구성물은 식물 선택성 마커를 포함하도록 더 조작될 수 있다. 유용한 선택성 마커는 항생제, 예를 들어 젠타마이신, 히그로마이신, 카나마이신, 또는 제초제, 예를 들어 포스피노트리신, 글리포세이트, 클로로술푸론 등과 같은 화학물질에 대한 내성을 제공하는 효소를 포함한다. 유사하게, GUS(베타-글루쿠로니다제), 또는 루시페라제나 GFP 등의 발광물질과 같은 색 변화에 의해 확인가능한 화합물의 생산을 제공하는 효소가 사용될 수 있다.
또, 본 발명의 키메라 유전자 구성물을 함유하는 트랜스제닉 식물, 식물 세포 또는 종자가 본 발명의 일부로서 고려된다. 또한, 식물 세포로부터 전체 식물을 재생하는 방법도 본 분야에 공지되어 있다. 일반적으로 형질전환된 식물 세포를 항생제와 같은 선택제를 함유할 수 있는 적합한 배지에서 배양하며, 이 경우 선택성 마커를 사용하여 형질전환된 식물 세포의 확인을 용이하게 한다. 일단 유합조직이 형성되면, 공지된 방법에 따라서 적합한 식물 호르몬을 사용하여 신초 형성을 촉진한 다음, 신초를 식물 재생용 발근 배지로 옮긴다. 다음에, 이 식물을 사용하여 종자로부터나 아니면 식물 증식기술을 사용해서 반복하여 세대를 확립할 수 있다. 또한, 트랜스제닉 식물은 조직 배양을 사용하지 않고도 생성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따라서, VLP 생산을 위한 재조합 HA0를 암호화하는 핵산을 포함하는 키메라 유전자 구성물을 함유하는 트랜스제닉 식물, 나무, 효모, 박테리아, 진균, 곤충 및 동물 세포가 본 발명의 일부분으로 고려된다.
또한, 본 발명의 조절 요소는 형질전환, 또는 일시 발현을 행할 수 있는 일련의 숙주 생물에서의 발현에 알맞은 관심의 코딩 영역과 조합될 수 있다. 이러한 생물은, 제한되는 것은 아니지만, 외떡잎식물과 쌍떡잎식물을 모두 포함하며, 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 옥수수, 곡식, 밀, 보리, 귀리, Nicotiana 종, Brassica 종, Arabidopsis, 대두, 콩, 완두콩, 자주개자리, 감자, 토마토, 및 인삼을 포함한다.
이들 유기물의 안정한 형질전환, 및 재생 방법은 본 분야에 정립되어 있으며 당업자에게 잘 알려져 있다. 형질전환되고 재생된 식물을 획득하는 방법은 본 발명에서 중요하지 않다.
"형질전환"은 유전형적으로, 표현형적으로 또는 양쪽 모두의 분명한 유전자 정보(뉴클레오티드 서열)의 안정한 종간 전달을 의미한다. 키메라 구성물로부터의 유전자 정보가 숙주로 종간 전달되는 것은 유전일 수 있고, 유전자 정보의 전달은 안정하다고 간주되며, 또는 전달은 일시적일 수 있고, 유전자 정보의 전달은 유전이 아니다.
용어 "식물 물질"은 식물로부터 유래된 어떤 재료를 의미한다. 식물 물질은 전체 식물, 조직, 세포, 또는 이들의 어떤 단편을 포함할 수 있다. 또한, 식물 물질은 세포내 식물 성분, 세포외 식물 성분, 식물의 액체 또는 고체 추출물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 식물 물질은 식물 잎, 줄기, 열매, 뿌리 또는 이들의 조합으로부터의 식물, 식물 세포, 조직, 액체 추출물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 식물 물질은 어떤 가공 단계를 거치지 않는 식물 또는 식물의 일부분을 포함할 수 있다. 그러나, 식물 재료는 아래 정의된 최소한의 가공 단계, 또는 더 엄격한 가공을 거칠 수도 있다는 것이 또한 고려되며, 이것은 제한되는 것은 아니지만, 크로마토그래피, 전기영동 등을 포함하는 본 분야에 일반적으로 알려진 기술을 사용한 부분적 또는 실질적 단백질 정제를 포함한다.
용어 "최소 가공"은 식물 물질, 예를 들어 관심의 단백질을 포함하는 식물 또는 식물의 일부를 부분적으로 정제하여 식물 추출물, 균질물, 식물 균질물의 단편 등을 수득하는 것을 의미한다(즉, 최소한으로 가공). 부분적 정제는, 제한되는 것은 아니지만, 식물 세포의 구조를 파괴함으로써 가용성 식물 성분, 및 불용성 식물 성분을 포함하는 조성물을 만드는 것을 포함할 수 있으며, 불용성 식물 성분은, 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 원심분리, 여과 또는 이들의 조합에 의해 분리될 수 있다. 이와 관련하여, 잎이나 다른 조직의 세포외 공간 내에 분비된 단백질이 진공 또는 원심분리 추출을 사용하여 쉽게 획득될 수 있거나, 또는 롤러를 통해 통과시키거나 분쇄함으로써 가압하에 조직을 추출하여 세포외 공간 내로부터 자유 단백질을 압착하거나 유리시킬 수 있다. 또, 최소 가공은 가용성 단백질의 조 추출물의 제조를 수반할 수 있는데, 이들 제조에서 부수적인 식물 산물로부터의 오염은 무시할 만하다. 더욱이, 최소 가공은 잎으로부터 가용성 단백질을 수성 추출한 후 어떤 적합한 염으로 침전시키는 것을 포함할 수 있다. 다른 방법은 대규모 침출과 즙 추출을 포함할 수 있으며, 이 추출물은 직접 사용할 수 있다.
식물 재료 또는 조직 형태의 식물 물질은 피험체에게 경구 송달될 수 있다. 식물 물질은 다른 음식과 함께 식이보충제의 일부로서, 또는 캡슐화되어 투여될 수 있다. 또한, 식물 물질 또는 조직은 식감을 개선하거나 증가시키기 위해 농축되거나, 또는 필요에 따라 다른 재료, 성분 또는 제약학적 부형제와 함께 제공될 수 있다.
본 발명의 VLP가 투여될 수 있는 피험체나 표적 생물의 예는, 제한되는 것은 아니지만, 인간, 영장류, 새, 물새, 철새, 메추라기, 오리, 거위, 가금류, 닭, 돼지, 양, 말과, 말, 낙타, 개과, 개, 고양이과, 고양이, 호랑이, 표범, 사향고양이, 밍크, 흰가슴담비, 흰족제비, 애완동물, 가축, 토끼, 생쥐, 래트, 기니아피그 또는 다른 설치류, 바다표범, 고래 등을 포함한다. 이러한 표적 생물은 예시이며 본 발명의 적용 및 용도를 제한하는 것으로 간주되지 않는다.
관심의 단백질을 포함하거나, 또는 관심의 단백질을 포함하는 VLP를 발현하는 식물은 필요와 상황에 따라서 다양한 방식으로 피험체 또는 표적 생물에 투여될 수 있다. 예를 들어, 식물로부터 획득된 관심의 단백질은 사용하기 전에 조 형태, 부분 정제된 형태, 또는 정제된 형태로 추출될 수 있다. 단백질이 정제된다면, 그것은 식용이나 비식용 식물에서 생산될 수 있다. 또한, 단백질이 경구 투여될 경우, 식물 조직을 수거하여 피험체에게 직접 공급하거나, 또는 공급 전에 수거된 조직을 건조하거나, 또는 수거하지 않고 동물로 하여금 식물을 뜯어먹도록 할 수 있다. 또한, 수거된 식물 조직을 동물 사료의 식품보충제로서 제공하는 것이 본 발명의 범위로 고려된다. 거의 또는 전혀 더 가공하지 않고 식물 조직을 동물에 공급하는 경우, 투여되는 식물 조직은 식용인 것이 바람직하다.
전사-후 유전자 침묵화(PTGS)가 식물에서 트랜스젠의 발현을 제한하는데 관련될 수 있으며, 감자 바이러스 Y(HcPro)로부터 침묵화 억제인자를 공-발현시킴으로써 트랜스젠 mRNA의 특이적 변성을 상쇄할 수 있다(Brigneti et al., 1998). 다른 침묵화 억제인자들도 본 분야에 잘 공지되어 있고, 본원에 설명된 대로 사용될 수 있으며(Chiba et al., 2006, Virology 346:7-14; 본원에 참고자료로 포함된다), 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 TEV-p1/HC-Pro(담배식각 바이러스-p1/HC-Pro), BYV-p21, 토마토 덤불위축 바이러스 p19(TBSV p19), 토마토 축엽 바이러스 캡시드 단백질(TCV-CP), 오이 모자이크 바이러스 2b(CMV-2b), 감자 바이러스 X p25(PVX-p25), 감자 바이러스 M p11(PVM-p11), 감자 바이러스 S p11(PVS-p11), 블루베리 스코치 바이러스 p16(BScV-p16), 감귤 트리스테자 바이러스 p23(CTV-p23), 포도나무 잎말림-관련 바이러스-2 p24(GLRaV-2 p24), 포도나무 바이러스 A p10(GVA-p1O), 포도나무 바이러스 B p14(GVB-p14), 어수리 잠복 바이러스 p10(HLV-p1O), 또는 마늘 공통 잠복 바이러스 p16(GCLV-p16)을 포함한다. 따라서, 침묵화 억제인자, 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 HcPro, TEV-p1/HC-Pro, BYV-p21, TBSV p29, TCV-CP, CMV-2b, PVX-p25, PVM-p11, PVS-p11, BScV-p16, CTV-p23, GLRaV-2 p24, GBV-p14, HLV-p1O, GCLV-p16 또는 GVA-p1O이 관심의 단백질을 암호화하는 핵산 서열과 함께 공발현될 수 있으며, 이로써 식물에서 높은 수준의 단백질 생산이 보장된다.
더욱이, HA 서브타입의 조합을 포함하는 VLP가 생산될 수 있다. 예를 들어, VLP는 H1, H2, H3, H4, H5, H6, H7, H8, H9, H1O, H11, H12, H13, H14, H15, H16 서브타입 또는 이들의 조합으로부터 하나 이상의 HA를 포함할 수 있다. HA의 조합의 선택은 VLP로부터 제조된 백신의 의도된 사용에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 새에 접종하기 위한 백신은 HA 서브타입의 어떤 조합이라도 포함할 수 있지만, 사람을 접종하는데 유용한 VLP는 H1, H2, H3, H5 서브타입 중 하나 이상의 서브타입을 포함할 수 있다. 그러나, VLP의 용도에 따라서 다른 HA 서브타입 조합도 제조될 수 있다. HA 서브타입의 조합을 포함하는 VLP를 생산하기 위해서 원하는 HA 서브타입이 동일한 세포, 예를 들어 식물 세포에서 공-발현될 수 있다.
더욱이, 본원에 설명된 대로 생산된 VLP는 뉴라미니다제(NA)를 포함하지 않는다. 그러나, HA와 NA를 포함하는 VLP가 바람직하다면 NA가 HA와 함께 공-발현될 수 있다.
따라서, 본 발명은 안정한 또는 일시적 발현 시스템과 함께 사용하기 적합한 키메라 구성물을 포함하는 적합한 벡터를 더 포함한다. 또한, 하나 이상의 구성물에는 유전자 정보가 제공될 수 있다. 예를 들어, 관심의 단백질을 암호화하는 뉴클레오티드 서열이 한 구성물에 도입될 수 있고, 관심의 단백질의 글리코실화를 변형하는 단백질을 암호화하는 제 2 뉴클레오티드 서열이 별도의 구성물을 사용하여 도입될 수 있다. 다음에, 이들 뉴클레오티드 서열이 식물에서 공-발현될 수 있다. 그러나, 관심의 단백질과 관심의 단백질의 글리코실화 프로파일을 변형하는 단백질을 둘 다 암호화하는 뉴클레오티드 서열을 포함하는 구성물도 사용될 수 있다. 이 경우, 뉴클레오티드 서열은 프로모터 또는 조절 영역에 작동 가능하게 연결된 관심의 단백질을 암호화하는 제 1 핵산 서열을 포함하는 제 1 서열, 및 프로모터 또는 조절 영역에 작동 가능하게 연결된 관심의 단백질의 글리코실화 프로파일을 변형하는 단백질을 암호화하는 제 2 핵산 서열을 포함하는 제 2 서열을 포함할 것이다.
"공-발현"은 둘 이상의 뉴클레오티드 서열이 식물, 및 식물의 동일한 조직에서 대략 동시에 발현되는 것을 의미한다. 그러나, 뉴클레오티드 서열들이 정확히 동시에 발현될 필요는 없다. 오히려 둘 이상의 뉴클레오티드 서열은 암호화된 산물들이 상호작용할 기회를 가질 수 있는 방식으로 발현된다. 예를 들어, 관심의 단백질이 발현되는 시기 전에 또는 도중에 관심의 단백질의 글리코실화를 변형하는 단백질을 발현시킴으로써 관심의 단백질의 글리코실화의 변형이 일어날 수 있다. 둘 이상의 뉴클레오티드 서열은 일시 발현 시스템을 사용하여 공-발현될 수 있고, 이 경우 둘 이상의 서열은 두 서열이 모두 발현되는 조건하에 대략 동시에 식물에 도입된다. 대안으로서, 뉴클레오티드 서열 중 하나, 예를 들어 관심의 단백질의 글리코실화 프로파일을 변형하는 단백질을 암호화하는 서열을 포함하는 플랫폼 식물이 관심의 단백질을 암호화하는 추가 서열과 함께 일시적으로 또는 안정한 방식으로 형질전환될 수 있다. 이 경우, 관심의 단백질의 글리코실화 프로파일을 변형하는 단백질을 암호화하는 서열은 원하는 발생 단계 동안 원하는 조직에서 발현될 수 있거나, 또는 그것의 발현은 유도성 프로모터를 사용하여 유도될 수 있고, 관심의 단백질을 암호화하는 추가 서열은 유사한 조건하에 동일한 조직에서 발현될 수 있으며, 이로써 뉴클레오티드 서열의 공-발현이 보장된다.
본 발명의 구성물은 Ti 플라스미드, Ri 플라스미드, 식물 바이러스 벡터, 직접 DNA 형질전환, 마이크로인젝션, 전기천공 등을 사용하여 식물 세포에 도입될 수 있다. 이러한 기술에 관한 리뷰는, 예를 들어 Weissbach and Weissbach, Methods for Plant Molecular Biology, Academy Press, New York VIII, pp. 421-463(1988); Geierson and Corey, Plant Molecular Biology, 2d Ed. (1988); 및 Miki and Iyer, Fundamentals of Gene Transfer in Plants. In Plant Metabolism, 2d Ed. DT. Dennis, DH Turpin, DD Lefebrve, DB Layzell (eds), Addison Wesly, Langmans Ltd. London, pp. 561-579(1997)를 참조한다. 다른 방법은 직접 DNA 흡수, 리포솜의 사용, 원형질체를 사용하는 등의 전기천공, 마이크로인젝션, 마이크로프로젝타일 또는 휘스커, 및 진공 침윤을 포함한다. 예를 들어, Bilang, et al.(Gene 100: 247-250(1991), Scheid et al.(Mol. Gen. Genet. 228:104-112, 1991), Guerche et al.(Plant Science 52:111-116, 1987), Neuhause et al.(Theor. Appl Genet. 75:30 -36, 1987), Klein et al., Nature 327:70-73(1987); Howell et al.(Science 208: 1265, 1980), Horsch et al.(Science 227:1229-1231, 1985), DeBlock et al, Plant Physiology 91:694-701, 1989), Methods for Plant Molecular Biology(Weissbach and Weissbach, eds., Academic Press Inc., 1988), Methods in Plant Molecular Biology(Schuler and Zielinski, eds., Academic Press Inc., 1989), Liu and Lomonossoff(J. Virol Meth, 105:343-348, 2002), U.S. 4,945,050; U.S 5,036,006; U.S. 5,100,792, 1995년 5월 10일 제출된 미국 특허출원 08/438,666 및 1992년 9월 25일 제출된 07/951,715를 참조한다(모두 본원에 참고자료로 포함된다).
일시 발현 방법을 사용하여 본 발명의 구성물을 발현할 수 있다(본원에 참고자료로 포함되는 Liu and Lomonossoff, 2002, Journal of Virological Methods, 105:343-348 참조). 대안으로서, Kapila 등(1997, 본원에 참고자료로 포함된다)에 의해 설명된 진공-기반 일시 발현 방법이 사용될 수 있다. 이들 방법은, 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 아그로-접종 또는 아그로-침윤의 방법을 포함할 수 있으며, 다른 일시 방법도 상기 주지된 대로 사용될 수 있다. 아그로-접종 또는 아그로-침윤에서는 원하는 핵산을 포함하는 아그로박테리아의 혼합물을 조직, 예를 들어 잎, 식물의 기생부(줄기, 잎 및 꽃을 포함), 다른 식물 부분(줄기, 뿌리, 꽃), 또는 전체 식물의 세포간 공간에 도입한다. 표피의 교차 후 아그로박테리움이 세포를 감염시켜 세포로 t-DNA 카피를 전달한다. t-DNA가 에피솜 전사되고 mRNA 번역되어 감염된 세포에서 관심의 단백질이 생산되며, t-DNA의 핵 내부 통과는 일시적이다.
관심의 뉴클레오티드 서열이 식물에 간접 또는 직접적으로 독성인 산물을 암호화하는 경우, 본 발명의 방법을 사용해서 원하는 조직에서 또는 원하는 식물 발생 단계에서 관심의 뉴클레오티드 서열을 선택적으로 발현시킴으로써 이러한 독성을 식물 전체에서 감소시킬 수 있다. 이에 더하여, 일시 발현으로 인한 한정된 발현 기간은 식물에서 독성 산물이 생산될 때의 영향을 감소시킬 수 있다. 유도성 프로모터, 조직-특이적 프로모터 또는 세포-특이적 프로모터를 사용하여 관심의 서열을 선택적으로 직접 발현할 수 있다.
본 발명의 재조합 HA VLP는 기존 인플루엔자 백신과 함께 사용될 수 있으며, 이로써 백신을 보충하고, 백신을 더 효과적으로 만들고, 필요한 투여량을 줄일 수 있다. 당업자에게 알려진 대로, 백신은 하나 이상의 인플루엔자 바이러스에 대해 작용할 수 있다. 적합한 백신의 예는, 제한되는 것은 아니지만, Sanofi-Pasteur, ID Biomedical, Merial, Sinovac, Chiron, Roche, Medlmmune, GlaxoSmithKline, Novartis, Sanofi-Aventis, Serono, Shire Pharmaceuticals 등으로부터 상업적으로 입수가능한 것들을 포함한다.
원한다면, 본 발명의 VLP는 당업자에게 알려진 적합한 애쥬번트와 함께 혼합될 수 있다. 더욱이, VLP는 상기 정의된 표적 생물의 치료를 위한 VLP의 유효 용량을 포함하는 백신 조성물에 사용될 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따라서 생산된 VLP는 상이한 인플루엔자 단백질, 예를 들어 뉴라미니다제(NA)를 사용하여 얻어진 VLP와 조합될 수 있다.
따라서, 본 발명은 하나 이상의 VLP를 포함하는 백신의 유효 용량을 투여하는 것을 포함하는 동물 또는 표적 생물에서 인플루엔자 바이러스 감염에 대한 면역성을 유도하는 방법을 제공한다. 백신은 경구, 피내, 비내, 근육내, 복강내, 정맥내, 또는 피하 경로로 투여될 수 있다.
본 발명에 따라서 생산된 VLP의 투여는 실시예 6에 설명된다. 식물-제조 H5 VLP 투여는 가용성 HA의 투여와 비교하여 상당히 더 높은 반응을 가져왔다(도 21a 및 21b 참조).
도 26a 및 26b에 도시된 대로, A/Indonesia/5/05 H5 VLP를 투여한 피험체는 인플루엔자 A/Turkey/582/06(H5N1; "Turkey H5N1")로의 시험감염에 대해 교차-방어를 제공했다. 시험감염 전에 Indonesia H5 VLP의 투여는 어떤 체중 손실도 가져오지 않았다. 그러나, H5 VLP를 투여하지 않은 피험체에서는 Turkey H5N1로 시험감염시키자 상당한 체중 손실을 나타냈고 몇몇 피험체는 죽었다.
따라서, 이들 데이터는 H5 헤마글루티닌 바이러스 단백질을 포함하는 식물-제조 인플루엔자 VLP가 병원성 인플루엔자 균주에 특이적인 면역반응을 유도하며, 바이러스-유사 입자는 식물 원형질막으로부터 발아할 수 있다는 것을 증명한다.
따라서, 본 발명은 인플루엔자 바이러스 HA 단백질, 하나 이상의 식물 지질, 및 제약학적으로 허용되는 담체를 포함하는 VLP의 유효 용량을 포함하는 조성물을 제공한다. 인플루엔자 바이러스 HA 단백질은 H5 Indonesia/5/2006일 수 있다. 또한, 피험체에서 인플루엔자 바이러스 감염에 대한 면역성을 유도하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 인플루엔자 바이러스 HA 단백질, 하나 이상의 식물 지질 및 제약학적으로 허용되는 담체를 포함하는 바이러스-유사 입자의 투여를 포함한다. 바이러스-유사 입자는 경구, 피내, 비내, 근육내, 복강내, 정맥내, 또는 피하 경로에 의해 피험체에게 투여될 수 있다.
본 발명의 다양한 구체예에 따른 조성물은 둘 이상의 인플루엔자 균주 또는 서브타입의 VLP를 포함할 수 있다. "둘 이상"은 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 또는 그 이상의 균주 또는 서브타입을 말한다. 제시된 균주 또는 서브타입들을 단일 서브타입(예를 들어, 모두 H1N1 또는 모두 H5N1)이거나, 또는 서브타입의 조합일 수 있다. 예시적인 서브타입 및 균주는, 제한되는 것은 아니지만 본원에 개시된 것들을 포함한다(예를 들어, A/New Caledonia/20/99(H1N1), A/Indonesia/5/2006(H5N1), A/chicken/New York/1995, A/herring gull/DE/677/88(H2N8), A/Texas/32/2003, A/ mallard/MN/33/00, A/duck/Shanghai/1/2000, A/northern pintail/TX/828189/02, A/ Turkey/Ontario/6118/68(H8N4), A/shoveler/Iran/G54/03, A/chicken/Germany/N/ 1949(H10N7), A/duck/England/56(H11N6), A/duck/Alberta/60/76(H12N5), A/Gull/ Maryland/704/77(H13N6), A/Mallard/Gurjev/263/82, A/duck/Australia/341/83(H15N 8), A/black-headed gull/Sweden/5/99(H16N3), B/Lee/40, C/Johannesburg/66, A/ PuertoRico/8/34(H1N1), A/Brisbane/59/2007(H1N1), A/Solomon Islands 3/2006(H1N 1), A/Brisbane10/2007(H3N2), A/Wisconsin/67/2005(H3N2), B/Malaysia/2506/2004, B/Florida/4/2006, A/Singapore/1/57(H2N2), A/Anhui/1/2005(H5N1), A/Vietnam/ 1194/2004(H5N1), A/Teal/HongKong/W312/97(H6N1), A/Equine/Prague/56(H7N7), A/ HongKong/1073/99(H9N2)).
균주 및 서브타입의 조합의 선택은 인플루엔자에 노출될 가능성이 있는 피험체의 지리적 위치, 면역화될 인간 집단에 가까이 있는 동물 종들(예를 들어, 물새, 돼지 등의 농사 동물) 및 노출되었거나 노출될 가능성이 있는 이들이 지닌 균주, 서브타입 또는 균주 내에서 항원 표류의 소인, 또는 이들 요인들의 조합에 의존할 수 있다. 과거에 사용된 조합의 예를 이용할 수 있다(URL: who.int/csr/dieease/ influenza/vaccine recommendations 1/en 참조). 백신 조성물의 제조에서 이들 균주의 일부 또는 전부를 나타낸 조합으로, 또는 다른 조합으로 사용할 수 있다.
더 구체적으로, 예시적인 조합은 A/Brisbane/59/2007(H1N1), A/Brisbane/59/ 2007(H1N1)-유사 바이러스, A/Brisbane/10/2007(H3N2), A/Brisbane/10/2007(H3N2)-유사 바이러스, B/Florida/4/2006 또는 B/Florida/4/2006-유사 바이러스를 포함하는 군에서 선택된 둘 이상의 균주 또는 서브타입으로부터의 VLP를 포함할 수 있다.
다른 예시적인 조합은 A/Indonesia/5/2005, A/Indonesia/5/2005-유사 바이러스, A/Vietnam/1194/2004, A/Vietnam/1194/2004-유사 바이러스, A/Anhui/1/05, A/ Anhui/1/05-유사 바이러스, A/goose/Guiyang/337/2006, A/goose/Guiyang/337/2006-유사 바이러스, A/chicken/Shanxi/2/2006, 또는 A/chicken/Shanxi/2/2006-유사 바이러스를 포함하는 군에서 선택된 둘 이상의 균주 또는 서브타입으로부터의 VLP를 포함할 수 있다.
다른 예시적인 조합은 A/Chicken/Italy/13474/99(H7 타입) 또는 A/Chicken/ British Columbia/04(H7N3) 인플루엔자 균주의 VLP를 포함할 수 있다.
다른 예시적인 조합은 A/Chicken/HongKong/G9/97 또는 A/HongKong/1073/99의 VLP를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 조합은 A/Solomon Islands/3/2006의 VLP를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 조합은 A/Brisbane/10/2007의 VLP를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 조합은 A/Wisconsin/67/2005의 VLP를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 조합은 B/Malaysia/2506/2004, B/Florida/4/2006 또는 B/Brisbane/3/2007 균주 또는 서브타입의 VLP를 포함할 수 있다.
둘 이상의 VLP는 개별적으로 발현된 다음, 정제 또는 반-정제된 VLP가 조합될 수 있다. 대안으로서, VLP는 동일한 숙주, 예를 들어 식물에서 공-발현될 수 있다. VLP는 원하는 비율로, 예를 들어 약 등 비율로 조합되거나 생산될 수도 있고, 또는 한 서브타입 또는 균주가 조성물의 VLP의 대부분을 이루는 방식으로 조합될 수도 있다.
따라서, 본 발명은 둘 이상의 균주 또는 서브타입의 VLP를 포함하는 조성물을 제공한다.
외피보유 바이러스의 VLP는 일반적으로 이들이 발아한 막으로부터 이들의 외피를 획득한다. 식물 원형질막은 면역자극 효과를 가질 수 있는 피토스테롤 보체를 가진다. 이 가능성을 조사하기 위해 식물-제조 H5 VLP를 애쥬번트의 존재 또는 부재하에 동물에 투여하고 HAI(혈구응집 억제 항체반응)을 측정했다(도 22a, 22b). 애쥬번트를 첨가하지 않은 경우, 식물-제조 H5 VLP는 상당한 HAI를 나타내는데, 이것은 항원의 투여에 대한 전신적 면역반응의 징표이다. 더욱이, 애쥬번트의 존재 또는 부재하에 투여된 VLP의 항체 이소타입 프로파일은 유사하다(도 23a).
표 5는 본 발명의 다양한 구체예에서 제공된 서열의 리스트이다.
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
Figure pct00012
이제 본 발명을 다음의 비제한적 예를 참조하여 상세히 설명한다.
방법 및 재료
1. 발현 카세트의 조립
모든 조작은 Sambrook and Russell(2001; 본원에 참고자료로 포함된다)의 일반 분자생물학 프로토콜에 따라서 수행하였다. 첫 번째 클로닝 단계는 자주개자리 플라스토시아닌 유전자의 상류 및 하류 조절 요소를 함유하는 수용체 플라스미드를 조립하는 것이었다. 플라스토시아닌 프로모터와 5' UTR 서열을 올리고뉴클레오티드 프라이머 XmaI-pPlas.c(SEQ ID NO: 29; 도 10q)와 SacI-ATG-pPlas.r(SEQ ID NO: 30; 도 10r)을 사용하여 자주개자리 게놈 DNA로부터 증폭시켰다. 얻어진 증폭 산물을 XmaI와 ScaI로 절단하고, 동일한 효소로 미리 절단해 둔 pCAMBIA2300(Cambia, 호주 캔버라)에 라이게이션하여 pCAMBIApromoPlasto를 만들었다. 유사하게, 플라스토시아닌 유전자의 3' UTR 서열과 터미네이터를 프라이머 SacI-PlasTer.c(SEQ ID NO: 31; 도 10s)와 EcoRI-PlasTer.r(SEQ ID NO: 32; 도 10t)을 사용하여 자주개자리 게놈 DNA로부터 증폭시키고, 산물을 ScaI와 EcoRI로 절단한 다음, pCAMBIApromo Plasto의 동일 부위에 삽입하여 pCAMBIAPlasto를 만들었다.
인플루엔자 균주 A/New Caledonia/20/99(H1N1)의 H1 유전자로부터의 오픈 리딩 프레임을 2개의 단편으로 합성했다(Plant Biotechnology Institute, National Research Council, 캐나다 사스카툰). 합성된 제 1 단편은 5' 단부에 신호 펩티드 코딩 서열이 없고 3' 단부에 막통과 도메인 코딩 서열이 없는 야생형 H1 코딩 서열 (GenBank ace. No. AY289929; SEQ ID NO: 33; 도 16)에 해당한다. 이 코딩 서열의 5' 단부에 BalII 제한 부위를 부가하고, 이 단편의 3' 말단 단부의 중단 코돈의 바로 하류에 이중 ScaI/StuI 부위를 부가하여 SEQ ID NO: 1(도 5s)을 얻었다. 또한, ScaI와 StuI 제한 부위가 3'에서 측면 위치된, KpnI 부위에서 중단 코돈까지 H1 단백질의 C-말단 단부를 암호화하는 제 2 단편(막통과 도메인과 세포질 꼬리를 포함한다)을 합성했다(SEQ ID NO. 2; 도 5b).
제 1 H1 단편을 BalII와 SacI로 절단하고, 자주개자리 단백질 이황화 이소머라제(PDI) 유전자(뉴클레오티드 32-103; Accession No. Z11499; SEQ ID NO: 34; 도 17)의 신호 펩티드에 융합된 플라스토시아닌 프로모터와 5' UTR을 함유하는 바이너리 벡터(pCAMBIAPlasto)의 동일 부위에서 클로닝하여 플라스토시아닌 조절 요소의 하류에 PDI-H1 키메라 유전자를 만들었다. PDI 신호 펩티드를 함유하는 플라스토시아닌-기반 카세트의 서열을 도 1에 도시한다(SEQ ID NO: 8). 얻어진 플라스미드는 플라스토시아닌 조절 요소가 측면 위치하고 PDI 신호 펩티드에 융합된 H1 코딩 영역을 함유했다. KpnI와 ScaI로 미리 절단해 둔 합성된 단편(SEQ ID NO: 2; 도 5b)을 H1 발현 플라스미드에 삽입함으로써 C-말단 단부 코딩 영역(막통과 도메인과 세포질 꼬리를 암호화하는)의 부가가 얻어졌다. 540으로 명명한 얻어진 플라스미드를 도 11에 도시한다(도 2a 참조).
2. H5 발현 카세트의 조립
인플루엔자 균주 A/Indonesia/5/05(H5N1; Ace. No. LANL ISDN125873)로부터의 헤마글루티닌을 암호화하는 단편을 Epoch Biolabs(Sugar Land, TX, USA)에 의해 합성했다. 생산된 단편은 초기 ATG의 바로 상류에 HindIII 부위가 측면 위치되고 중단(TAA) 코돈의 바로 하류에 ScaI 부위가 위치된 네이티브 신호 펩티드를 포함하는 완전한 H5 코딩 영역을 함유하며, 이것을 SEQ ID NO: 3(도 6)에 도시한다. H5 코딩 영역을 Darveau 등(1995)에 제시된 PCR-기반 라이게이션 방법에 의해 플라스토시아닌-기반 발현 카세트에서 클로닝했다. 간단히 말해서, 첫 번째 PCR 증폭에서는 프라이머로서 Plato-443c(SEQ ID NO: 4; 도 7a)와 SpHA(Ind)-Plasto.r(SEQ ID NO: 5; 도 7b), 주형으로서 pCAMBIApromoPlasto를 사용했다. 병행해서 두 번째 증폭은 프라이머로서 Plasto-SpHA(Ind).c(SEQ ID NO: 6; 도 7c)와 HA(Ind)-Sac.r(SEQ ID NO: 7; 도 7d), 주형으로서 H5 코딩 단편을 사용하여 수행했다. 두 반응으로부터 얻어진 증폭 산물을 함께 혼합하여, 혼합물을 세 번째 반응(조립 반응)의 주형으로서 사용했으며, 이때 프라이머는 Plato-443c(SEQ ID NO: 4; 도 7a)와 HA(Ind)-Sac.r(SEQ ID NO: 7; 도 7d)를 사용했다. 얻어진 단편을 BamHI(플라스토시아닌 프로모터 내에서)와 ScaI(단편의 3' 단부에서)로 절단하고, 동일한 효소로 미리 절단해 둔 pCAMBIAPlasto에서 클로닝했다. 660으로 명명한 얻어진 플라스미드를 도 2b에 도시한다(도 11도 참조).
540에서 막통과 도메인과 세포질 꼬리를 코딩하는 영역을 로이신 지퍼 GCN4 pII 변이체를 암호화하는 단편으로 치환하여 H1의 가용성 형태를 암호화하는 카세트를 제조했다(Harbury et al., 1993, Science 1993; 262:1401-1407). 이 단편을 합성할 때 클로닝을 촉진시키기 위해 KpnI와 ScaI 부위를 측면 위치시켰다. 이 치환으로 인해 얻어진 플라스미드는 544로 명명했으며, 이 발현 카세트를 도 11에 도시한다.
담배 식각 바이러스(TEV) 5' UTR와 인플루엔자 A/PR/8/34 M1 유전자(Ace. # NC_002016)의 오픈 리딩 프레임의 융합체를 합성했으며, 중단 코돈의 하류에 ScaI 부위를 측면 부가하였다. 이 단편을 SwaI(TEV 5' UTR 내에서)와 ScaI로 절단하고, pCAMBIA 바이너리 플라스미드의 2X35S/TEV 기반 발현 카세트에서 클로닝했다. 얻어진 플라스미드는 2X35S/TEV 프로모터와 5' UTR 및 NOS 터미네이터의 제어하에서 M1 코딩 영역을 지녔다(구성물 750; 도 11).
Hamilton 등(2002)에 설명된 대로 HcPro 구성물(35HcPro)을 제조했다. 모든 클론을 서열화하여 구성물의 완전성을 확인했다. 이 플라스미드를 사용하여 전기천공(Mattanovich et al., 1989)에 의해서 Agrobacteium tumefaciens(AGL1; ATCC, Manassas, VA 20108, USA)를 형질전환했다. 모든 A. tumefaciens 균주의 완전성을 제한 지도화에 의해 확인했다.
3. 식물 바이오매스의 제조, 접종물 , 아그로 -침윤, 및 수거
시판 피트모스 용토로 채운 플랫에서 Nicotiana benthamiana 또는 Nicotiana tabacum 식물을 종자로부터 성장시켰다. 식물은 16/8 광주기 및 25℃ 주/20℃ 야의 온도 체제의 온실에서 성장시켰다. 파종 3주 후에 각 묘목을 선별하여 화분에 옮겨 심고 온실에서 동일한 환경 조건하에 3주 더 성장시켰다. 형질전환 전에 하기 나타낸 여러 시점에서 식물로부터 싹을 잘라내거나 식물을 화학적으로 처리하여 정아와 액아를 제거하였다.
구성물 660, 540, 544, 750 또는 35SHcPro로 트랜스펙션한 Agrobacteria를 10mM 2-[N-모르폴리노]에탄올술폰(MES), 20μM 아세토시링곤, 50μg/ml 카나마이신 및 25μg/ml 카르베니실린 pH 5.6으로 보충한 YEB 배지에서 OD600이 0.6 내지 1.6에 도달할 때까지 성장시켰다. 사용하기 전에 Agrobacterium 현탁액을 원심분리한 다음, 침윤 배지(10mM MgCl2 및 10mM MES pH 5.6)에 다시 현탁시켰다. 주사기-침윤을 Liu and Lomonossoff(2002, Journal of Virological Methods, 105:343-348)에 의해 설명된 대로 수행했다. 진공-침윤시에는 A. tumefaciens 현탁액을 원심분리하고 침윤 배지에 다시 현탁시킨 다음, 4℃에서 하룻밤 보관했다. 침윤일에 배양물 배치를 2.5 배양물 부피로 희석하고 가온하여 사용하였다. N. benthamiana 또는 N. tabacumw 전체 식물을 20-40 Torr의 진공 기밀 스테인리스 스틸 탱크 안의 박테리아 현탁액 중에 2분간 거꾸로 두었다. 주사기 또는 진공 침윤 후 식물을 온실로 다시 보내서 4-5일간 인큐베이션한 다음 수거하였다.
4. 잎 표본채취 및 총 단백질 추출
인큐베이션 후, 식물의 기생부를 수거하고 -80℃에서 냉동시켜 조각으로 분쇄했다. 차가운 50mM Tris pH 7.4, 0.15M NaCl 및 1mM 불화 페닐메탄술포닐 3 부피 중에서 냉동-분쇄된 식물 재료의 각 샘플을 균질화(Polytron)하여 총 가용성 단백질을 추출했다. 균질화 후, 슬러리를 4℃에서 20분간 20,000g로 원심분리하고, 맑은 조 추출물(상청액)을 분석용으로 간수했다. 맑은 조 추출물의 총 단백질 함량을 기준물질로서 소 혈청 알부민을 사용하는 Bradford 분석(Bio-Rad, Hercules, CA)에 의해 측정했다.
5. 단백질 추출물의 크기 배제 크로마토그래피
32mL Sephacryl™ S-500 고 분해 비드(S-500 HR: GE Healthcare, 스웨덴 웁살라, Cat. No.17-0613-10)의 크기 배제 크로마토그래피(SEC) 칼럼을 충전하고, 평형화/용출 버퍼(50mM Tris pH 8, 150mM NaCl)를 사용하여 평형으로 만들었다. 조 단백질 추출물 1.5mL를 컬럼에 로딩하고, 45mL 평형화/용출 버퍼를 사용하여 용출 단계를 시작했다. 용출물을 1.5ml 분획씩 수집하고, 분획 10μL와 희석된 Bio-Rad 단백질 염료 시약(Bio-Rad, Hercules, CA) 200μL를 혼합하여 용출된 분획의 상대 단백질 함량을 모니터했다. 2 칼럼 부피의 0.2N NaOH와 10 칼럼 부피의 50mM Tris pH 8, 150mM NaCl, 20% 에탄올로 차례로 칼럼을 세척했다. 분리 후에는 매번 블루 덱스트란 2000(GE Healthcare Bio-Science Corp., Piscataway, NJ, USA)으로 칼럼을 캘리브레이션했다. 매 분리 사이에 블루 덱스트란 2000과 숙주 가용성 단백질의 용출 프로파일을 비교하여 사용된 칼럼들 간의 용출 프로파일의 균일성을 확보했다.
6. 단백질 분석 및 면역블롯팅
BCA 단백질 분석(Pierce Biochemicals, Rockport, IL)에 의해 단백질 농도를 측정했다. 단백질을 환원 조건하에 SDS-PAGE로 분리하고 코마시 블루로 염색했다. 염색된 겔을 스캔하고, ImageJ Software(NIH)를 사용하여 농도계 분석을 수행했다.
SEC 용출 분획으로부터의 단백질을 아세톤을 사용하여 침전시키고(Bollag et al, 1996), 평형화/용출 버퍼 1/5 부피에 다시 현탁시켜 환원 조건하에 SDS-PAGE로 분리한 다음, 이불화 폴리비닐렌(PVDF) 멤브레인(Roche Diagnostics Corporation, Indianapolis, IN) 위에 전기전달하여 면역검출하였다. 면역블로팅 전에 멤브레인을 4℃에서 5% 탈지유 및 Tris-완충 식염수 중의 0.5% Tween-20(TBS-T)으로 16-18시간 차단시켰다
TBS-Tween 20 0.1% 중의 2% 탈지유 중에 2μg/mL로 하여 적합한 항체(표 6)와 함께 인큐베이션하여 면역블롯팅을 수행했다. 화학발광 검출에 사용된 2차 항체는 표 4에 제시된 것들과 같으며, TBS-Tween 20 0.1% 중의 2% 탈지유 중에서 제시된 대로 희석하였다. 기질로서 루미놀(Roche Diagnostics Corporation)을 사용한 화학발광에 의해 면역반응성 복합체가 검출되었다. EZ-Link Plus® 활성화 퍼옥시다제 콘쥬게이션 키트(Pierce, Rockford, IL)를 사용하여 인간 IgG 항체의 양고추냉이 퍼옥시다제-효소 콘쥬게이션을 수행했다.
Figure pct00013
H5에 대한 혈구응집 분석은 Nayak. and Reichl(2004)의 방법을 기초로 하였다. 간단히 말해서, 100μL PBS를 함유하는 V-바닥 96-웰 마이크로타이터 플레이트에서 웰 당 희석된 샘플이 100μL 남도록 시험 샘플(100μL)의 연속 2배 희석물을 제조했다. 0.25% 칠면조 적혈구 현탁액(Bio Link Inc., Syracuse, NY) 100μL를 각 웰에 가하고, 플레이트를 실온에서 2시간 인큐베이션했다. 완전한 혈구응집을 보인 최고 희석값의 역수를 HA 활성으로 기록했다. 병행해서 재조합 HA 표준물질(A/Vietnam/1203/2004 H5N1)(Protein Science Corporation, Meriden, CT)을 PBS에 희석하여 각 플레이트에서 대조군으로 사용했다.
7. 수크로오스 구배 초원심분리
H5-함유 바이오매스 겔 여과 크로마토그래피로부터 용출된 분획 9, 10 및 11을 1mL씩 모아서 20-60%(w/v) 불연속 수크로오스 밀도 구배 위에 로딩하고, 17.5시간 125,000g로 원심분리했다(4℃). 이 구배에 의해 맨 위에서 시작하여 3mL씩 19개 분획으로 분별되었고, 면역학적 분석 및 혈구응집 분석 전에 투석하여 수크로오스를 제거하였다.
8. 전자현미경
먼저 전자현미경(EM)으로 관찰할 SEC로부터의 용출 분획을 30 MWCO 한외여과 유닛(Millipore, 25 Billerica, MA, USA)을 사용하여 농축했다. 농축된 분획을 4℃에서 2% 글루타르알데히드를 함유하는 PBS pH 7.4 중에서 24시간 고정시켰다. 일단 고정된 샘플을 Formvar-코팅된 200-메쉬 니켈 그리드(Canemco, 캐나다 레이크필드) 위에 2분간 흡착시키고, 그리드를 탈이온수로 2번 세척한 다음, 1% 텅스토인산으로 염색했다. 투과 전자현미경 아래에서 10,000X 내지 150,000X 범위의 배율로 관찰했다(도 4a 및 4b의 이미지).
대안으로서, Airfuge 초원심분리 관(Beckman Instruments, Palo Alto, CA, USA)에 시험할 샘플 100μL를 넣었다. 관 바닥에 그리드를 배치한 다음 120,000g로 5분간 원심분리했다. 그리드를 꺼내고 살짝 말린 다음, pH 6의 3% 텅스토인산 1 방울 위에 놓아 염색했다. 그리드를 Hitachi 7100 투과 전자현미경(TEM)에서 검사하였다(도 14b, 15b 및 15c의 이미지).
도 19는 약 1㎣의 잎 블록을 2.5% 글루타르알데히드를 함유하는 PBS 중에서 고정시키고, 3% 수크로오스를 함유하는 PBS로 세척한 다음, 1.33% 사산화오스뮴 중에서 고정-후 단계를 수행한 것의 이미지이다. 고정된 샘플을 Spurr 수지에 매립하고, 초박형 층을 그리드 위에 놓았다. 5% 우라닐 아세테이트와 0.2% 시트르산납을 사용하여 샘플을 양성 염색한 후 관찰하였다. 그리드를 Hitachi 7100 투과 전자현미경(TEM)에서 검사하였다.
9. 원형질막 지질 분석
원형질막(PM)을 담배 잎으로부터 얻어서, Mongrand 등에 따라서 폴리에틸렌글리콜 3350/덱스트란 T-500(각 6.6%)를 가진 수성 고분자 2-상 시스템 중에서 나누어 세포 분별한 후 BY2 세포를 배양했다. 모든 단계는 4℃에서 수행했다.
Bligh and Dyer에 따라서 상이한 분획들로부터 지질을 추출한 후 정제했다. Lefebvre 등에 설명된 용매 시스템을 사용하는 단차원 HP-TLC에 의해 극성 지질과 중성 지질을 분리했다. Macala 등에 의해 설명된 대로 아세트산구리로 염색한 후 PM 분획의 지질을 검출했다. 지질의 이동 시간을 표준물질과 비교하여 지질을 확인했다(모든 표준물질은 Sigma-Aldrich(St-Louis, MO, USA)로부터 입수했고, SG만 Matreya, Pleasant Gap(PA, USA)에서 입수했다).
10. H5 VLP 정제
N. benthamiana의 660-침윤된 냉동 잎을 시판 블렌더를 사용하여 50mM Tris pH 8, NaCl 150mM 및 0.04% 나트륨 메타-바이술파이트 1.5 부피 중에서 균질화하였다. 얻어진 추출물을 1mM PMSF로 보충하고 1M 아세트산으로 pH 6으로 조정한 다음, 42℃에서 5분간 가열했다. 열처리된 추출물에 규조토(DE)를 가하여 pH 이동과 열처리로 인해 침전된 오염물질을 흡착시키고, 슬러리를 Whatman 종이 필터로 여과했다. 얻어진 맑은 추출물을 실온에서 10분간 10,000g로 원심분리하여 잔류 DE를 제거하고, 0.8/0.2μm Acropack 20 필터를 통과시키고, 페투인-아가로오스 친화성 칼럼(Sigma-Aldrich, St-Louis, MO, USA)에 로딩했다. 400mM NaCl, 25mM Tris pH 6에서 세척한 후, 결합된 단백질을 1.5M NaCl, 50mM MES pH 6을 사용하여 용출시켰다. 용출된 VLP를 최종 농도 0.0005%(v/v)로 Tween-80으로 보충했다. VLP를 100 kDa MWCO Amicon 멤브레인 상에서 농축하고 4℃에서 30분간 10,000g로 원심분리한 다음, 0.01% Tween-80 및 0.01% 티메로살을 함유한 PBS pH 7.4에 다시 현탁시켰다. 사용하기 전에 현탁된 VLP를 여과 멸균했다.
11. 동물 연구
마우스
6-8주 된 암컷 BALB/c 마우스(Charles River Laboratories)를 사용하여 인플루엔자 VLP 투여에 따른 면역반응에 관한 연구를 수행했다. 70마리의 마우스를 5마리씩 14개 그룹으로 무작위로 나누었다. 8개 그룹은 근육내 면역화에 사용했고, 6개 그룹은 비내 투여 경로를 시험하는데 사용했다. 모든 그룹은 2회-용량 섭생으로 면역화했고, 추가 면역화는 1차 면역화 후 제3주에 수행했다.
뒷다리에 근육내 투여하는 것에 있어서, 마취하지 않는 마우스를 식물-제조 VLP H5 백신(0.1, 1, 5 또는 12μg), 또는 대조군 헤마글루티닌(HA) 항원으로 면역화했다. 대조군 HA는 균주 A/Indonesia/5/05 H5N1에 기초하여 생산되고 293 세포 배양물(Immune Technology Corp., New York, USA)로부터 정제된 재조합 가용성 헤마글루티닌을 포함했다(달리 지시되지 않는다면 주사 당 5μg 사용). 버퍼 대조군은 PBS였다. 이 항원은 HA 단백질의 아미노산 18-530으로 구성되며, His-택과 변형된 절단 부위를 가진다. 전자현미경으로 이 시판 제품은 VLP의 형태가 아니라는 것을 확인했다.
애쥬번트의 효과를 측정하기 위해서 5μg 식물-제조 VLP H5 백신과 1 부피의 Alhydrogel 2%(명반, Accurate Chemical & Scientific Corporation, Westbury, NY, US) 또는 293 세포 배양물로부터 정제된 5μg 재조합 헤마글루티닌과 1 부피의 명반으로 두 그룹의 동물을 면역화했다. 70마리의 마우스를 5마리씩 14개 그룹으로 무작위로 나누었다. 8개 그룹은 근육내 면역화에 사용했고, 6개 그룹은 비내 투여 경로를 시험하는데 사용했다. 모든 그룹은 초회-추가 섭생에 따라서 면역화했고, 추가 면역화는 최초 면역화 후 제3주에 수행했다.
뒷다리에 근육내 투여하는 것에 있어서, 마취하지 않는 마우스를 식물-제조 VLP H5 백신(0.1, 1, 5 또는 12μg), 또는 대조군 헤마글루티닌(HA) 항원(5μg) 또는 PBS로 면역화했다. 모든 항원 제제는 면역화 전에 1:1의 부피비로 Alhydrogel 1%(명반, Accurate Chemical & Scientific Corporation, Westbury, NY, US)과 혼합했다. 애쥬번트의 효과를 측정하기 위해서 두 그룹의 동물을 5μg 식물-제조 VLP H5 백신 또는 5μg 대조군 HA 항원으로 어떤 애쥬번트도 없이 면역화했다.
비내 투여에 있어서, 자동 유도 챔버를 사용하여 이소플루란을 흡입시켜 마우스를 간단히 마취시켰다. 다음에, 식물-제조 VLP 백신(0.1 또는 1μg) 또는 대조군 HA 항원(1μg), 또는 PBS를 콧구멍 당 4μl 방울을 가하여 마우스를 면역화했다. 모든 항원 제제는 면역화 전에 키토산 글루타메이트 1%(Protosan, Novamatrix /FMC BioPolymer, 노르웨이)와 혼합했다. 다음에, 마우스를 용액 중에서 호흡시켰다. 비내 투여 경로에 있어서 애쥬번트의 효과를 확인하기 위하여 두 그룹의 동물을 1μg 식물-제조 VLP H5 백신 또는 1μg 대조군 HA 항원으로 면역화했다.
흰족제비
5마리씩 10개 그룹(수컷, 18-24주령, 질량 약 1kg)을 사용했다. 각 그룹에 대한 치료는 표 7에 설명한 대로이다. Alhydrogel(명반)(Superfos Biosector, 덴마크) 2%(최종 = 1%)를 애쥬번트로 사용하였다. 백신 조성물은 설명된 대로 생산된 막-관련 A/Indonesia/5/05(H5N1) VLP였다. 백신 대조군(양성 대조군)은 Immune Technology Corporation(ITC)에 의해 293 세포 배양물 중에서 아데노바이러스를 사용하여 생산된 Indonesia 균주로부터의 완전히 글리코실화된 막-결합 재조합 H5였다.
Figure pct00014
전반적인 건강 및 상태(체중, 직장 온도, 자세, 털, 운동 패턴, 호흡, 배설물)에 대해 연구하는 동안 규칙적으로 흰족제비를 평가했다. 제0일, 제14일 및 제28일에 사두근에 근육내 주사(총 부피 0.5-1.0)하여 동물을 면역화했다. 애쥬번트를 포함하는 프로토콜에 있어서는 면역화 직전에 1:1의 부피비로 Alhydrogel와 백신 조성물을 혼합했다. 면역화 전 제0일, 제21일 및 제35일에 혈청 샘플을 획득했다. 제40-45일에 동물을 죽이고(방혈/심장천공), 비장을 수거하여 검시를 수행했다.
동종성 또는 이종성 불활성화 H5N1 바이러스를 사용하는 ELISA 분석에 의해 항-인플루엔자 항체 역가를 정량할 수 있다.
혈청 샘플(면역화-전, 제21일 및 제35일)의 혈구응집 억제 항체 역가를 설명된 대로 마이크로타이터 HAI에 의해 평가했다(Aymard et al., 1973). 간단히 말해서, 혈청을 수용체-파괴 효소로 전처리하고 열 불활성화시킨 다음, 적혈구(세척된 적혈구-RBC) 현탁액과 혼합했다. Lampire로부터의 말의 세척된 RBC(10%)가 권장되며, RBC(말-의존성)의 출처에 따라서 분석법은 다양할 수 있다고 생각되는데, 10마리의 말로부터 세척된 RBC를 시험하여 가장 민감한 배치를 선택했다. 대안으로서, 칠면조 RBC가 사용될 수 있다. 항체 역가는 혈구응집을 완전히 억제한 최고 희석값의 역수로서 표시하였다.
교차-반응성 HAI 역가: A/Indonesia/5/05(clade 2.1)에 대한 백신으로 면역화된 흰족제비의 HAI 역가를 클레이드 1 Vietnam 균주 A/Vietnam/1203/2004 및 A/ Vietnam/1194/2004 또는 A/Anhui/01/2005(subclade 2.3) 또는 A/turkey/Turkey/1/ 05(subclade 2.2) 등의 다른 서브클레이드 또는 클레이드로부터의 불활성화된 H5N1 인플루엔자 균주를 사용하여 측정했다. 모든 분석은 개별 샘플에 대해 수행했다.
데이터 분석: 그룹 간 차이가 통계적으로 유의한지를 입증하기 위하여 모든 데이터에 대해 통계적 분석(ANOVA)이 수행될 것이다.
치사적 시험감염에 대한 실험 디자인(마우스)
128마리의 마우스를 8마리씩 16개 그룹으로 무작위로 나누었고, 1개 그룹은 면역화하지 않고 시험감염시키지 않았다(음성 대조군). 모든 그룹을 2-용량 섭생으로 근육내 투여에 의해 면역화했고, 2차 면역화는 1차 면역화 후 제2주에 수행했다.
뒷다리에 근육내 투여하는 것에 있어서, 마취하지 않은 마우스를 식물-제조 H5 VLP(1, 5 또는 15μg), 또는 15μg 대조군 HA 항원 또는 PBS로 면역화했다. 모든 항원 제제는 면역화 전에 1 부피의 Alhydrogel 1%(명반, Accurate Chemical & Scientific Corporation, Westbury, NY, US)와 혼합했다.
면역화 기간 동안 주 1회 마우스의 체중을 재고, 주사 부위에서 국소 반응을 관찰하여 모니터하였다.
인플루엔자 A/Turkey/582/06 바이러스(Dr. Bruno Lina(Lyon University, 프랑스 리용)에 의해 제공)의 4.09 x 106 50% 세포 배양물 감염 용량(CCID50)을 사용하여 2차 면역화 후 제22일에 BL4 봉쇄 연구실(P4-Jean Merieux-INSERM, 프랑스 리용)에서 마취된 마우스를 비내 경로(i.n.)로 시험감염시켰다. 시험감염 후 14일에 걸쳐서 마우스의 질병 임상 증상 및 체중을 매일 관찰했다. 중증 감염 증상과 25%를 초과하는 체중 손실을 나타낸 마우스를 마취한 후 안락사시켰다.
혈액 채취, 폐 및 코 세척 및 비장 수거
1차 면역화 후 제14일과 2차 면역화 후 제14일에 마취하지 않은 동물에서 외측 복재 정맥혈을 채취했다. 10분간 8,000g으로 원심분리하여 혈청을 수집했다.
2차 면역화 후 제4주에 마우스를 이산화탄소 가스로 마취하고, 종결 즉시 심장을 천공하여 혈액을 채취했다.
마지막 방혈 후, 카테테르를 폐 쪽으로 기관으로 삽입하고, 차가운 PBS-프로테아제 억제제 칵테일 용액 1mL를 카테테르에 부착된 얼음 주사기에 넣어 폐에 주사한 다음 분석을 위해 인출했다. 이 세척 과정을 2번 수행했다. 폐 세척액을 원심분리하여 세포 파편을 제거했다. 코 세척을 위해서는 카테테르를 코 부분 쪽으로 삽입하고, PBS-프로테아제 억제제 칵테일 용액 0.5mL를 카테테르를 통해 비강에 집어넣은 다음 수집했다. 코 세척액을 원심분리하여 세포 파편을 제거했다. 애쥬번트 첨가 식물-제조 백신 5μg 또는 애쥬번트 첨가 재조합 H5 항원 5μg으로 근육내 면역화한 마우스와 애쥬번트 첨가 식물-제조 백신 1μg 또는 애쥬번트 첨가 재조합 H5 항원 1μg으로 비내 면역화한 마우스에서 비장을 수거했다. 수거한 비장을 젠타마이신 보충된 RPMI에 두고, 50mL 원뿔형 시험관에서 10mL 주사기의 플런저로 짓이겼다. 짓이긴 비장을 2번 헹구고 5분간 2,000rpm으로 원심분리한 다음, 실온에서 5분간 ACK 세포용해 버퍼에 다시 현탁시켰다. 비장세포를 PBS-젠타마이신으로 세척하고 5% RPMI에 다시 현탁시킨 다음 계수했다. 비장세포를 증식 분석에 사용했다.
항체 역가
혈청의 항-인플루엔자 항체 역가를 1차 면역화 후 제14일과 2차 면역화 후 제14일 및 제28일에 측정했다. 불활성화 바이러스 A/Indonesia/5/05를 코팅 항원으로서 사용하여 효소-결합 면역흡착 분석(ELISA)에 의해 역가를 결정했다. 종말점 역가는 음성 대조군 샘플보다 적어도 0.1 더 높은 OD 값에 도달했던 최고 희석값의 역수로서 표시하였다.
항체 부류 결정(IgG1, IgG2a, IgG2b, IgG3, IgM)을 위해서 앞서 설명된 대로 ELISA에 의해 역가를 평가했다.
혈구응집 억제( HI ) 역가
앞서 설명된 대로 2차 면역화 후 제14일 및 제28일에 혈청의 혈구응집 억제(HI) 역가를 측정했다(WHO 2002; Kendal 1982). 균주 A/Indonesia/5/05 또는 A/ Vietnam/1203/2004로부터의 불활성화된 바이러스 제제를 사용하여 마우스 혈청 샘플을 HI 활성에 대해서 시험했다. Vibrio cholerae로부터 제조된 수용체-파괴 효소 II(RDE II)(Denka Seiken Co., 일본 도쿄)로 혈청을 전처리했다((Kendal 1982). 0.5% 칠면조 적혈구를 사용하여 HI 분석을 수행했다. HI 항체 역가는 완전한 응집 억제를 야기한 최고 희석값의 역수로서 정의하였다.
실시예
실시예 1: N. benthamiana 식물에서 아그로 -침윤에 의한 인플루엔자 바이러스 A/ Indonesia /5/05( H5N1 ) 헤마글루티닌의 일시 발현
균주 A/Indonesia/5/05(H5N1)로부터의 H5 서브타입의 발현을 통해 인플루엔자 헤마글루티닌을 생산하는 일시 발현 시스템을 능력을 측정했다. 도 11에 나타낸 대로, 먼저 네이티브 신호 펩티드와 막통과 도메인을 갖는 헤마글루티닌 유전자 코딩 서열(Ace. #EF541394)을 플라스토시아닌 발현 카세트 - 자주개자리 플라스토시아닌 유전자로부터의 프로모터, 5'UTR, 3'UTR 및 전사 종결 서열 - 에서 조립하고, 조립된 카세트(660)를 pCAMBIA 바이너리 플라스미드에 삽입했다. 다음에, 이 플라스미드를 Agrobacterium(AGL1)에서 트랜스펙션하여 재조합 균주 AGL1/660을 만들어 일시 발현에 사용했다.
N. benthamiana 식물을 AGL1/660로 침윤시키고, 잎을 수거하여 6일간 인큐베이션했다. 아그로-침윤된 잎에 H5가 축적되었는지 결정하기 위해, 먼저 침윤된 잎 조직으로부터 단백질을 추출한 다음, 항-H5(Vietnam) 다클론성 항체를 사용하여 웨스턴 블롯팅에 의해 분석했다. 추출물에서는 약 72kDa에서 독특한 밴드가 검출되었는데(도 12), 이것은 인플루엔자 헤마글루티닌의 미절단 HA0 형태의 크기에 해당한다. 양성 대조군으로서 사용된 시판 H5(A/Vietnam/1203/2004; Protein Science Corp., Meriden, CT, USA)는 약 48kDa와 28kDa에 2개의 밴드로서 검출되었으며, 이것은 각각 HA1과 HA2의 분자량에 해당한다. 이로써 침윤된 잎에서 H5의 발현이 절단되지 않은 번역 산물의 축적을 가져온다는 것이 증명되었다.
AGL1/660-형질전환된 잎으로부터의 조 단백질 추출물이 칠면조 적혈구를 응집시키는 능력에 의해 활성 HA 삼량체의 형성이 증명되었다(데이터 나타내지 않음).
실시예 2: 크기 배제 크로마토그래피를 사용한 식물 추출물 중의 헤마글루티 닌-함유 구조의 특성화
식물에서 생산된 인플루엔자 헤마글루티닌의 고 분자량 구조로의 회합을 겔 여과에 의해 평가했다. AGL1/660-침윤된 식물로부터의 조 단백질 추출물(1.5mL)을 Sephacryl™ S-500 HR 칼럼(GE Healthcare Bio-Science Corp., Piscataway, NJ, USA)에서 크기 배제 크로마토그래피(SEC)에 의해 분별했다. 항-HA 항체를 사용한 면역검출에 의해서 총 단백질 함량과 HA 양에 대해 용출 분획을 평가했다(도 13a). 도 13a에 도시된 대로, 블루 덱스트란(2MDa) 용출은 분획 10에서 이른 피크를 나타냈지만, 숙주 단백질의 벌크는 칼럼에 보유되었다가 분획 14 내지 22에서 용출되었다. 각 SEC 용출 분획 200μL로부터 단백질을 아세톤 침전에 의해 농축(5배)하여 웨스턴 블롯팅에 의해서 분석했을 때(도 15a, H5), 헤마글루티닌(H5)은 주로 분획 9 내지 14에서 발견되었다(도 13b). 이론과 결부시키고 싶지는 않지만, 이것은 HA 단백질이 커다란 수퍼구조로 회합되었거나, 또는 고 분자량 구조에 부착된 것을 시사한다.
A/New Caledonia/20/99(H1N1)(SEQ ID NO: 33; 도 16; GenBank Accession No. AY289929)로부터의 H1 핵산 서열을 사용하여 두 번째 발현 카세트를 조립하여 구성물 540(도 11)을 만들었다. 식물 단백질 이황화 이소머라제 유전자로부터 기원하는 신호 펩티드, 및 H1의 막통과 도메인을 삼량체로 자체 조립하는 것으로 밝혀진 펩티드인 GCN4 로이신 지퍼의 pII로 치환하여 H1의 가용성 삼량체 형태를 생산하도록 키메라 유전자 구성물을 디자인했다(카세트 544, 도 11). 막통과 도메인을 결여하기는 하지만 이 가용성 삼량체 형태도 혈구응집을 할 수 있었다(데이터 나타내지 않음).
AGL1/540 또는 AGL1/544로 침윤된 식물로부터의 단백질 추출물을 SEC에 의해 분별하고, 항-인플루엔자 항체를 사용하여 웨스턴 블롯팅에 의해 H1 용출된 분획의 존재를 시험했다(Fitzgerald, Concord, MA, USA). AGL1/540-침윤된 잎에서는 H1이 상당한 고 분자량 구조로서 주로 축적되었고, 피크는 더 작은 크기의 구조 쪽에서 비대칭으로 나타난다(H1; 도 13c). AGL1/544-침윤된 잎에서는 H1의 가용성 구조가 분리된 삼량체로서 축적되었는데, 이것은 숙주 단백질 용출 프로파일과 평행인 겔 여과로부터의 용출 패턴에 의해 증명된다(가용성 H1; 도 13d). 비교하면 H1 로제트(Protein Science Corp., Meriden, CT, USA)는 H1의 가용성 형태(도 13d)보다는 이르고 네이티브 H1(도 13c)보다는 늦게 분획 12 내지 16(도 13e)에서 용출된 헤마글루티닌의 5-6개 삼량체의 미셀에 존재한다.
헤마글루티닌의 구조체 회합에 대한 M1 공-발현의 영향을 평가하기 위해, A/ PR/8/34(H1N1) M1(SEQ ID NO: 35; 도 18; GenBank Accession No. NC_002016)의 코딩 서열에 해당하는 핵산을 사용하여 M1 발현 카세트를 조립했다. 이 구성물은 750으로 명명했고 도 11에 나타낸다. M1과 H1의 공-발현을 위해 침윤 전에 AGL1/540과 AGL1/750의 현탁액을 동 부피로 혼합했다. 다수 Agrobacterium 현탁액의 공-침윤은 다수 트랜스젠의 공-발현을 허용한다. SEC 용출 분획의 웨스턴 블롯 분석은 M1의 공-발현이 H1 구조의 용출 프로파일을 바꾸지는 않았지만, 아그로-침윤된 잎에서 H1의 축적을 감소시켰음을 나타낸다(도 13f 참조).
실시예 3: 농도차 수크로오스 중 원심분리에 의한 H5 구조의 분리 및 전자현미경 관찰
전자현미경(EM)에서 헤마글루티닌의 구조를 관찰하려면 잎 단백질 조 추출물에 대한 SEC로부터 획득된 것보다 높은 농도 및 순도 수준이 필요하다. H5 구조의 EM 관찰을 가능하게 하기 위해서 잎 단백질 조 추출물을 먼저 PEG 침전(20% PEG)에 의해 농축한 다음, 1/10 부피의 추출 버퍼에 다시 현탁시켰다. 농축된 단백질 추출물을 S-500 HR 겔 여과에 의해 분별하고, 용출 분획 9, 10 및 11(빈 칼럼 부피에 해당)을 모은 다음, 20-60% 수크로오스 밀도 구배로 초원심분리하여 해당 단백질로부터 더 분리했다. 농도차 수크로오스를 맨 위부터 시작하여 분별한 다음, 분획을 투석하고, 100 NMWL 원심분리 필터 유닛에서 농축하여 분석했다. 웨스턴 블롯 및 혈구응집 결과(도 14a)에서 나타난 대로, H5는 약 60% 수크로오스를 함유했던 분획 16 내지 19에 주로 축적되었고, 숙주 단백질은 대부분 분획 13에서 피크를 나타냈다. 분획 17, 18 및 19를 모아서 음성 염색하고 EM으로 관찰했다. 이 샘플의 시험은 인플루엔자 VLP의 형태학적 특징과 일치하는 80 내지 300nm 크기 범위의 스파이크된 구형 구조의 존재를 분명히 증명했다(도 14b).
실시예 4: 식물 바이오매스로부터 인플루엔자 H5 VLP 의 정제
가용성 단백질의 풍부한 함량에 더하여, 식물 잎 추출물은 가용성 당, 핵산 및 지질의 복잡한 혼합물을 함유한다. pH를 이동시키고 열처리한 다음, 규조토로 여과하여 조 추출물을 정화하였다(정화 방법의 상세한 설명은 재료 및 방법 섹션을 참조한다). 도 15a(레인 1-4)는 여러 정화 단계에서의 단백질 함량을 비교한 코마시 블루 염색된 겔을 나타낸다. 조 추출물(레인 1)과 정화된 추출물(레인 4) 중의 단백질 함량의 비교는 전반적인 단백질 함량을 감소시키고 잎 조 추출물에서 50kDa에서 보이는 주 오염물질을 대부분 제거하는 정화 단계의 능력을 드러낸다. 50kDa 밴드는 큰 RuBisCO 서브유닛에 해당하며, 총 잎 단백질의 30%까지 나타난다.
이들 정화된 추출물로부터 인플루엔자 H5 VLP를 페투인 칼럼에서 친화성 크로마토그래피에 의해 정제했다. 통과하면서 로딩된 분획(도 15a, 레인 5)과 용출된 VLP(도 15a, 레인 7)의 비교는 정화된 식물 추출물에서 인플루엔자 H5 VLP에 대한 페투인 친화성 칼럼의 특이성을 증명한다.
정제 과정은 H5에서 75%를 넘는 순도를 가져왔으며, 이것은 코마시 블루 염색된 SDS-PAGE 겔 상에서 밀도계에 의해 측정된다(도 15a, 레인 7). 정제된 산물의 구조적 특질을 평가하기 위해, 정제된 H5를 100 NMWL(공칭 분자량 한계) 원심분리 필터 유닛에서 농축하고 음성 염색하여 EM에서 검사하였다. 도 15b는 VLP의 존재가 풍부하게 보이는 대표적인 섹터를 도시한다. 근접 검사에 의해 VLP 상의 스파이크의 존재가 확인되었다(도 15c).
도 15d에 도시된 대로, 코마시 블루 염색된 H5 헤마글루티닌의 밀도 및 BCA 방법에 의한 총 단백질 결정에 기초하여, 페투인 칼럼에서 친화성 크로마토그래피에 의해 정화된 잎 추출물로부터 H5 VLP를 약 89% 순도까지 정제했다.
칠면조 적혈구를 응집시키는 능력에 의해 HA VLP의 생물활성을 확인하였다(데이터 나타내지 않음).
또한, 도 20b에서는 항-H5 다클론성 혈청(A/Vietnam/1203/2004)을 사용한 웨스턴 블롯팅 및 면역검출에 의해서 시각화된 정제된 VLP의 정체가 확인된다. 대략 72kDa에서 독특한 밴드가 검출되며, 이것은 인플루엔자 헤마글루티닌의 미절단 HA0 형태의 크기에 해당한다. 도 15c는 헤마글루티닌 스파이크가 구조를 덮고 있는 백신의 VLP 구조를 도시한다.
VLP를 0.22μm 필터를 통해 여과하여 마우스의 면역화에 알맞게 제형화하고, 내독소 LAL(리물루스 유주세포 용해물) 검출 키트(Lonza, Walkserville, MS, USA)를 사용하여 내독소 함량을 측정하였다. 여과된 백신은 105,8±11,6% EU/mL(내독소 유닛/mL)를 함유했다.
실시예 5: 식물에서 인플루엔자 VLP 국부화
VLP를 국부화하고 이들의 원형질막 기원을 확인하기 위해, H5-생산 식물의 얇은 잎 절편을 고정한 다음, 양성 염색하여 TEM으로 검사했다. 잎 세포의 관찰에서 원형질막의 함입에 의해 형성된 세포외 공동 내에 VLP가 존재하는 것으로 나타났다(도 19). 관찰된 VLP의 모양 및 위치에 의해 세포벽 상에 이들의 원형질막이 나란히 놓임에도 식물 세포가 이들의 원형질막으로부터 유래하는 인플루엔자 VLP를 생산하여 이들을 아포플라스트 공간에 축적하는데 필요한 형성성을 가진다는 것이 증명되었다.
실시예 6: 원형질막 지질 분석
지질 함량의 분석으로부터 식물 인플루엔자 VLP의 조성 및 기원을 추가로 확인하였다. 정제된 VLP로부터 지질을 추출하고, 이들의 조성을 고성능 박층 크로마토그래피(HP-TLC)에 의해 고도 정제된 담배 원형질막의 조성과 비교했다. VLP 및 대조군 원형질막의 극성 지질과 중성 지질의 이동 패턴은 유사했다. 정제된 VLP는 원형질막에서 발견되는 주요 인지질(포스파티딜콜린 및 포스파티딜에탄올아민)과 스핑고지질(글루코실-세라마이드)를 함유했으며(도 27a), 양쪽 다 유일한 중성 지질로서 자유 스테롤을 함유했다(도 27b). 그러나, 정제된 VLP 추출물에서 원형질막 단백질 마커(ATPase)의 면역검출은 VLP 지질 이중층이 식물 원형질막과 관련된 주요 단백질 중 하나를 함유하지 않는다는 것을 나타냈으며, 이것은 숙주 단백질이 VLP가 식물 세포로부터 발아하는 과정 동안 원형질막으로부터 배제되지 않았을 가능성을 시사한다(도 27c).
실시예 7: H5 VLP 의 면역원성 및 투여 경로의 영향
식물에서 제조된 H5 VLP를 근육내 주사 또는 비내 경로(흡입)에 의해 마우스에 투여했다. 설명된 방법에 따라서 애쥬번트로서 명반과 함께 VLP 0.1 내지 12ug을 근육내 주사했다. 5ug 재조합 가용성 헤마글루티닌(HA)와 유사한 크기로 최저 항원 양에서 최고 항체 역가가 관찰되었다(도 20a).
0.1 내지 1ug의 식물에서 제조된 H5 VLP를 키토산 애쥬번트와 함께 비내 투여했는데, 이것은 명반 애쥬번트를 함께 투여한 재조합 가용성 HA보다 큰 항체 반응을 제공했다(도 20b).
두 투여 경로 모두에서 일련의 항원 양에 걸쳐서 시험된 모든 마우스에서 혈청 전환이 관찰되었다. 재조합 H5 가용성 항원은 낮은(< 1/40) 또는 무시할만한(1 < 1/10, 애쥬번트 없는 재조합 H5) HI 역가를 부여했다.
실시예 8: 혈구응집 억제 항체 역가 ( HAI ) H5 VLP
도 21a 및 21b는 식물-제조 H5 VLP, 또는 재조합 가용성 HA로 "추가접종"한 후 제14일의 혈구응집 억제(HAI) 항체 반응을 예시한다. 근육내 투여했을 때 최저 항원 용량(0.1ug)은 재조합 가용성 HA의 10배 양의 투여(5ug)에 비해서 우수한 HAI 반응을 야기했다. H5 VLP의 용량 증가는 최저 용량에 비해 HAI의 그다지 많지 않은 증가를 제공했다.
비내 투여 후 HAI 반응은 1ug 재조합 가용성 HA를 투여한 마우스와 비교하여 식물-제조 H5 VLP(1.0 또는 0.1ug)를 투여한 마우스에서 상당히 증가했으며, 재조합 가용성 HA는 음성 대조군과 유사했다. H5 VLP(0.1에서 12μg)의 근육내 주사에 의해서 면역화된 모든 마우스는 대조군 HA 항원으로 면역화된 마우스보다 더 높은 HAI 역가를 가졌다(도 4a - 21a). 동일한 5μg 용량에서 VLP는 대조군 HA 항원의 상응하는 용량보다 20배 더 높은 HAI 역가를 유도했다. 또한, VLP는 비내 경로를 통해 송달되었을 때도 대조군 HA 항원보다 상당히 더 높은 HAI 역가를 유도했다(도 21b). 주어진 H5 VLP 용량에서 HAI 역가의 수준은 근육내 면역화된 마우스보다 비내 면역화된 마우스에서 더 낮았는데, 1μg VLP가 근육내 투여되었을 때 210의 평균 HAI 역가를 유도했지만, 동일한 용량이 비내 투여되었을 때는 34의 평균 HAI 역가를 유도했다.
근육내 투여되었을 때 모든 VLP 용량은 동종성의 불활성화된 전체 바이러스와 결합할 수 있는 항체를 높은 수준으로 유도했다(도 20b 및 24). 식물-제조 VLP 백신과 대조군 HA 항원 사이에 유의한 차이는 발견되지 않았으며(추가접종 제14일 후 12μg VLP 그룹을 제외하고), 두 항원 제제 모두 동종성 균주에 대해 높은 결합 항체 역가를 유도한다. 그러나, 비내 투여되었을 때는 대조군 HA 항원보다 VLP가 더 높은 결합 항체 역가를 유도했다(도 20b). 키토산과 혼합되었을 때 1μg VLP를 사용한 면역화는 5,500의 상호 평균 Ab 역가를 유도했으며, 이것은 대조군 HA 항원 1μg로 면역화된 마우스에서 발견된 수준(920의 상호 평균 Ab 역가)보다 8.6배 더 높은 것이었다.
다음에, 식물-유래 인플루엔자 VLP의 면역원성을 마우스에서 용량-범위 연구를 통해 조사했다. 5마리씩의 BALB/c 마우스의 그룹을 명반 중에서 조제된(1:1의 비율) 인플루엔자 A/Indonesia/5/05(H5N1)로부터의 HA를 함유한 VLP를 0.1μg 내지 12μg 을 사용하여 3주 간격으로 2번 근육내 면역화했다. 불활성화된 전 바이러스 항원(A/Indonesia/5/05(H5N1))을 사용하여 2차 면역화 후 제14일에 수집된 혈청에 대해 혈구응집 억제 역가(HI)를 측정했다. 0.1μg 정도의 sjw은 VLP 용량을 사용한 면역화가 항체 생산을 유도했으며, 이것은 높은 희석값에서 바이러스가 적혈구를 응집하는 것을 억제했다(도 21a). 병행하여 5μg의 비-VLP 명반-애쥬번트 대조군 H5 항원(역시 A/Indonesia/5/05 유래)으로 마우스를 면역화한 것은 최저 VLP 용량에서 달성된 것보다 2-3 log 더 낮은 HI 반응을 유도한다.
두 투여 경로 모두에서 일련의 항원 양에 걸쳐서 HAI 반응은 VLP 투여한 마우스에서 우수하다.
실시예 9
H5 VLP 의 면역원성에 대한 애쥬번트의 효과
식물-제조 H5 VLP는 원형질막 기원을 가진다(도 19, 실시예 5). 이론과 결부시키고 싶지는 않지만, 외피보유 바이러스 또는 외피보유 바이러스의 VLP는 일반적으로 그들이 발아한 막으로부터 외피를 획득한다. 식물 원형질막은 동물 세포에서도 드물게 발견되는 피토스테롤 성분을 가지며, 이들 스테롤 중 몇 가지는 면역자극 효과를 나타내는 것으로 증명되었다.
식물-제조 H5 VLP를 애쥬번트의 존재 또는 부재하에 근육내(도 22a) 또는 비내(도 22b) 경로에 의해 마우스에 투여하고 HAI(혈구응집 억제 항체반응)를 측정했다. 첨가된 애쥬번트(명반 또는 키토산, 실시예에서와 같이)의 존재 또는 부재하에 VLP는 양쪽 투여 시스템에서 재조합 가용성 HA보다 상당히 더 큰 HAI 헤마글루티닌 억제를 나타냈다. 애쥬번트(즉, 명반 또는 키토산)를 첨가하지 않았을 때도 식물-제조 H5 VLP는 상당한 HAI를 나타내는데, 이것은 항원 투여에 대한 전신적 면역반응의 징표이다.
명반은 HAI 역가의 평균 수준을 VLP의 근육내 투여(도 22a)에서 5배까지, 대조군 HA 항원에 대해서는 3.7배까지 증진시켰다. 근육내 투여되었을 때 5μg VLP는 상응하는 용량의 대조군 HA 항원보다 12배 더 높은 평균 HAI 역가를 유도했다. 키토산은 대조군 HA 항원(도 22b)의 평균 HAI 수준은 증가시키지 않았지만, VLP를 1μg 비내 투여하여 면역화한 마우스의 평균 HAI 수준을 5배까지 증가시켰다.
실시예 10: 항체 이소타입
첨가된 애쥬번트로서 명반의 존재 또는 부재하에 식물-제조 H5 VLP 또는 재조합 가용성 HA를 투여한 마우스는 여러 가지 면역글로불린 이소타입을 나타낸다(도 23a).
애쥬번트를 첨가했을 때는 VLP 및 HA의 항체 이소타입 프로파일이 유사하며, IgG1이 우세한 이소타입이다. VLP 또는 HA를 애쥬번트를 첨가하지 않고 투여했을 때는 IgG1 반응이 감소하기는 하지만 VLP에 대해서 여전히 우세한 이소타입 반응이며, IgM, IgG2a, IgG2B 및 IgG3는 애쥬번트를 첨가했을 때와 유사한 역가를 유지한다. IgG1, IgG2a 및 IgG2b 역가는 애쥬번트를 첨가하지 않고 HA를 투여했을 때 현저히 감소한다.
따라서, 이들 데이터는 식물-제조 VLP에서는 숙주에서 항체반응을 도출하기 위해 애쥬번트를 첨가할 필요가 없다는 것을 증명한다.
첨가된 항원의 존재하에 식물-제조 VLP 또는 가용성 재조합 HA를 근육내 투여한 마우스에서 불활성화된 전체 인플루엔자 바이러스 균주(A/Indonesia/5/05; A/ Vietnam/1203/04)에 대한 항체 역가를 도 23b에 예시한다. 1ug 또는 5ug VLP 또는 5ug 가용성 HA를 투여한 마우스에서 이들 인플루엔자 균주에 대한 항체 역가에 있어서 유의한 차이는 관찰되지 않는다.
실시예 11: H5 VLP 백신에 의해 유도된 혈청 항체의 교차-반응성
상이한 균주의 불활성화된 전체 인플루엔자 바이러스에 대해 H5 VLP에 의해 유도된 혈청 항체의 교차-반응성을 평가했다. 모든 VLP 용량(0.1 내지 12μg)과 5μg의 대조군 HA 항원이 클레이드 1 균주(A/Vietnam/1194/04), 클레이드 2.1의 동종성 균주 A/Indonesia/5/05, 및 클레이드 2.2 균주 A/turkey/Turkey/1/05에 대해서 높은 결합 항체 역가를 유도했다(도 25a).
그러나, A/turkey/Turkey/1/05 균주에 대해서는 식물-제조 VLP만이 HAI 역가를 유도했다(도 25b). A/Indonesia/5/05에 대한 HAI 역가는 VLP에서 높았다.
실시예 12: 식물-제조 H5 VLP 를 사용한 면역화에 의해 부여된 교차-방어
설명된 2-용량 섭생에 따라서 A/Indonesia/5/05 H5 VLP를 미리 투여한 마우스를 이어서 인플루엔자 A/Turkey/582/06(H5N1)("Turkey H5N1") 감염성 바이러스로 비내 경로에 의해 시험감염시키고 관찰했다. 동물 당 투여된 용량은 10 LD50(4.09 X 105 CCID50)이었다.
시험감염 후 제7일까지 PBS 백신 대조군을 투여한 마우스의 단지 37.5%만이 Turkey H5N1에 노출된 후에 생존했다(도 26a). 대조군 항원(HA), 또는 1, 5 또는 15ug의 Indonesia H5 VLP를 투여한 동물의 100%가 실험 종료일인 시험감염 후 제17일까지 생존했다.
또한, 실험하는 동안 마우스의 체중을 모니터하고, 생존한 마우스의 평균 체중을 그래프화했다(도 26b). 시험감염 전에 1, 5 또는 15ug의 Indonesia H5 VLP를 투여한 마우스는 실험 과정 도중에 알아챌 만한 체중 손실이 없었으며, 특히 5ug의 VLP를 투여한 마우스는 체중이 상당히 증가한 것으로 나타난다. 음성 대조군 마우스(Turkey H5N1 시험감염 무)도 알아챌 만한 체중의 증가나 손실이 없었다. 양성 대조군 마우스(VLP를 투여하지 않고 Turkey H5N1로 시험감염)는 시험 과정 동안 상당한 체중 손실을 나타냈으며 이들 중 3마리는 죽었다. 체중은 코호트 내 전체 마우스의 평균이므로, "가장 위중한" 마우스(죽은 3마리)의 제거는 겉보기에 체중의 전체적인 증가를 가져올 수 있지만, 양성 대조군 코호트의 평균 체중은 음성 또는 VLP-처리 코호트보다 상당히 아래라는 점을 유의한다.
따라서, 이들 데이터는 H5 헤마글루티닌 바이러스 단백질을 포함하는 식물-제조 인플루엔자 VLP가 병원성 인플루엔자 균주에 특이적인 면역반응을 유도하며, 바이러스-유사 입자가 식물 원형질막으로부터 발아할 수 있다는 것을 증명한다.
따라서, 이들 데이터는 식물이 인플루엔자 바이러스-유사 입자를 생산할 수 있으며, 또한 바이러스-유사 입자가 식물 원형질막으로부터 발아할 수 있다는 것을 최초로 증명한다.
또한, 현재의 일시 발현 기술을 사용하여 표적 HA의 서열이 획득된 후 단지 16일 만에 최초의 항원 로트가 생산되었다. H5 VLP에 대한 현재의 수율에서 전형적인 용량을 피험체 당 5μg이라 하면 침윤된 잎의 매 kg 당 약 20,000의 백신 용량을 생산할 수 있다. 플랫폼의 간단함, 상승한 용량 및 강력한 면역원성의 이런 독특한 조합은 다른 구체예들 중에서도 특히 대유행에 관련한 새로운 대응 방법을 제공한다.
실시예 13: 크기 배제 크로마토그래피에 의한 식물 추출물 중의 헤마글루티닌 -함유 구조의 특성화
겔 여과에 의해서 식물에서 생산된 상이한 서브타입의 인플루엔자 헤마글루티닌의 고 분자량 구조로의 회합을 평가했다. AGL1/660-, AGL1/540-, AGL1/783-, AGL1/780- 및 AGL1/785-침윤된 식물로부터의 조 또는 농축 단백질 추출물(1.5mL)을 Sephacryl™ S-500 HR 칼럼(GE Healthcare Bio-Science Corp., Piscataway, NJ, USA)에서 크기 배제 크로마토그래피(SEC)에 의해 분별했다. 도 46에 도시된 대로, 블루 덱스트란(2MDa) 용출은 분획 10에서 이른 피크를 나타냈다. 각 SEC 용출 분획 200μL로부터 단백질을 아세톤-침전에 의해 농축(5배)하여 웨스턴 블롯팅에 의해서 분석했을 때(도 46), 헤마글루티닌은 주로 분획 7 내지 14에서 발견되었으며, 이것은 HA가 VLP로 편입된 것의 징표이다. 이론과 결부시키고 싶지는 않지만, 이것은 HA 단백질이 생산된 서브타입과는 무관하게 커다란 수퍼구조로 회합되었거나, 또는 고 분자량 구조에 부착된 것을 시사한다.
실시예 14: N. benthamiana 식물에서 아그로 -침윤에 의한 계절 인플루엔자 바이러스 헤마글루티닌의 일시 발현
균주 A/Brisbane/59/2007(H1N1)(플라스미드 #774), A/New Caledonia/20/1999 (H1N1)(플라스미드 #540) 및 A/Solomon Islands/3/2006(H1N1)(플라스미드 #775)으로부터 H1 서브타입의 발현을 통해 계절 인플루엔자 헤마글루티닌을 생산하는 일시 발현 시스템의 능력을 측정했다. 먼저 플라스토시아닌 발현 카세트 - 자주개자리 플라스토시아닌 유전자로부터의 프로모터, 5'UTR, 3'UTR 및 전사 종결 서열 - 에서 헤마글루티닌 유전자 코딩 서열을 조립하고, 조립된 카세트를 pCAMBIA 바이너리 플라스미드에 삽입했다. 다음에, 이 플라스미드를 Agrobacterium(AGL1)에서 트랜스펙션하여 Agrobacterium 균주 AGL1/774, AGL1/540 및 AGL1/775를 각각 만들었다.
N. benthamiana 식물을 AGL1/774, AGL1/540 및 AGL1/775로 침윤시키고, 잎을 수거하여 6일간 인큐베이션했다. 아그로-침윤된 잎에 H1이 축적되었는지 결정하기 위해, 먼저 침윤된 잎 조직으로부터 단백질을 추출한 다음, 항-H1 항체를 사용하여 웨스턴 블롯팅에 의해 분석했다. 추출물에서는 약 72kDa에서 독특한 밴드가 검출되었는데(도 47), 이것은 인플루엔자 헤마글루티닌의 미절단 HA0 형태의 크기에 해당한다. 이로써 침윤된 잎에서 상이한 연례적인 유행성 균주의 헤마글루티닌의 발현이 미절단 번역 산물의 축적을 가져온다는 것이 증명되었다.
실시예 15: N. benthamiana 식물에서 아그로 -침윤에 의한 잠재적 대유행 인플루엔자 바이러스 헤마글루티닌의 일시 발현
균주 A/Anhui/1/2005(H5N1)(플라스미드 #781), A/Indonesia/5/2005(H5N1)(플라스미드 #660) 및 A/Vietnam/1194/2004(H5N1)(플라스미드 #782)로부터 H5 서브타입의 발현을 통해 잠재적 인플루엔자 헤마글루니틴을 생산하는 일시 발현 시스템의 능력을 측정했다. 먼저 플라스토시아닌 발현 카세트 - 자주개자리 플라스토시아닌 유전자로부터의 프로모터, 5'UTR, 3'UTR 및 전사 종결 서열 - 에서 헤마글루티닌 유전자 코딩 서열을 조립하고, 조립된 카세트를 pCMABIA 바이너리 플라스미드에 삽입했다. 다음에, 이 플라스미드를 Agrobacterium(AGL1)에서 트랜스펙션했다.
N. benthamiana 식물을 AGL1/781, AGL1/660 및 AGL1/782로 침윤시키고, 잎을 수거하여 6일간 인큐베이션했다. 아그로-침윤된 잎에 H5가 축적되었는지 결정하기 위해, 먼저 침윤된 잎 조직으로부터 단백질을 추출한 다음, 항-H5 항체를 사용하여 웨스턴 블롯팅에 의해 분석했다. 추출물에서는 약 72kDa에서 독특한 밴드가 검출되었는데(도 48), 이것은 인플루엔자 헤마글루티닌의 미절단 HA0 형태의 크기에 해당한다. 이로써 침윤된 잎에서 상이한 잠재적 대유행 균주의 헤마글루티닌의 발현이 미절단 번역 산물의 축적을 가져온다는 것이 증명되었다.
실시예 16: M. tabacum 식물에서 아그로 -침윤에 의한 H5 의 일시 발현
균주 A/Indonesia/5/2005(H5N1)(플라스미드 #660)으로부터 H5 서브타입의 발현을 통해 Nicotiana tabacum의 잎에서 인플루엔자 헤마글루티닌을 생산하는 일시 발현 시스템의 능력을 분석했다. 먼저 플라스토시아닌 발현 카세트 - 자주개자리 플라스토시아닌 유전자로부터의 프로모터, 5'UTR, 3'UTR 및 전사 종결 서열 - 에서 헤마글루티닌 유전자 코딩 서열을 조립하고, 조립된 카세트를 pCMABIA 바이너리 플라스미드에 삽입했다. 다음에, 이 플라스미드를 Agrobacterium(AGL1)에서 트랜스펙션했다.
N. tabacum 식물을 AGL1/660으로 침윤시키고, 잎을 수거하여 6일간 인큐베이션했다. 아그로-침윤된 잎에 H5가 축적되었는지 결정하기 위해, 먼저 침윤된 잎 조직으로부터 단백질을 추출한 다음, 항-H5 항체를 사용하여 웨스턴 블롯팅에 의해 분석했다. 추출물에서는 약 72kDa에서 독특한 밴드가 검출되었는데(도 49), 이것은 인플루엔자 헤마글루티닌의 미절단 HA0 형태의 크기에 해당한다. 이로써 침윤된 N. tabacum 잎에서 헤마글루티닌의 발현이 미절단 번역 산물의 축적을 가져온다는 것이 증명되었다.
실시예 17: 흰족제비에서 A/ Indonesia /5/05( H5N1 )로부터 식물-제조 H5N1 VLP 백신의 면역원성
흰족제비에서 용량의 단계적 확대 연구를 수행하여 식물 유래 VLP의 면역원성을 평가했다. 1차 백신 용량 후 제14일(도 50a), 그리고 2차 용량 후 제14일(도 50b)에 채집한 혈청을 사용하여 세 가지 다른 H5N1 균주 - A/turkey/Turkey/1/05 (clade 2.2), A/Vietnam/1194/04(clade 1) 및 A/Anhui/5/05(모두 불활성화된 전체 바이러스)의 혈구응집 억제에 의하여 3개 용량(1, 5 및 15ug)의 H5 VLP 백신에 의해 유도된 혈청 항체의 시험관내 교차-반응성을 평가했다. 3개 용량 농도 모두에서 교차-반응성이 관찰된다.
실시예 17: CHMP 기준에 따른 면역원성 결과의 분석
인체용 의약품에 대한 EMEA 위원회(CHMP)(http://www.emea.europa.eu/htms/ general/contacts/CHMP/CHMP.html)는 백신 효능에 대해 세 가지 기준(2차 용량 후 적용됨)을 설정하고 있다: 1 - 혈청전환의 수 또는 HI 역가의 상당한 증가(4배) > 40%; 2 - 적어도 2.5의 평균 기하 증가; 3 - 1/40의 HI 역가를 달성한 피험체의 비율이 적어도 70%여야 한다. 흰족제비 모델에서 이들 기준을 분석한 것을 표 8-11에 나타낸다. (*)는 CHMP 기준을 충족하거나 초과한 것을 표시한다. 라이센스를 위한 CHMP 기준과 관련된 교차-면역원성 분석에 대한 요약은 표 12에 나타낸다.
동물의 체중, 체온 및 전반적인 상태를 매일 평가했다. 연구하는 동안 질병이나 불편함의 징후는 기록되지 않았다. 연구 동안 체중 및 체온은 정상 범위 내였다. 백신은 안전하고 연구 동물에 의해 허용되었다.
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실시예 18: 헤마글루티닌 뉴클레오티드 서열의 선택
HA의 뉴클레오티드 서열을 인플루엔자 서열 데이터베이스(URL: flu.lanl.gov 참조), 또는 NCBI 인플루엔자 바이러스 리소스(URL: ncbi.n.m.hih.gov/genomes/FLU /FLU.html 참조)에서 검색했다. HA 핵산 서열 중 몇 개에 대해 복수 엔트리가 데이터베이스에 나열된다(표 13). 일부 변이는 배양 시스템과 주로 관련된다(Origin - MDCK, 난, 불명, 바이러스 RNA/임상 분리물); 예를 들어, HA의 위치 194(성숙 단백질 넘버링)에 글리코실화 부위가 부재한다면, 난의 요막액에서 B 타입 인플루엔자 바이러스가 발현된다(Chen et al., 2008 참조). 일부 서열에서는 도메인이 부재할 수 있다(예를 들어, 불완전 클론, 인공산물 서열화 등). 헤마글루티닌 서열은 5개 도메인, 즉 신호 펩티드(SP), HA1, HA2, 막통과(DTm) 및 세포질 꼬리 도메인으로 나눠질 수 있다. 제 1 서열의 도메인이 기존의 제 2 서열의 도메인과 조합될 수 있는데, 예를 들어 제 1 균주 서열의 신호 펩티드가 제 2 균주로부터의 헤마글루티닌 코딩 서열의 나머지와 조합되어 완전한 코딩 서열을 제공할 수 있다.
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Figure pct00021
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Figure pct00023
Figure pct00024
균주: A/ Solomon Islands /3/2006로부터의 H1
8개 아미노산 서열을 비교하여 변이를 확인했다(표 14). 일부 서열에서 위치 171에 글리신(G) 또는 아르기닌(R)의 변이가 나타났다.
Figure pct00025
균주: A/ Brisbane /59/2007로부터의 H1
위치 203에서 아스파르트산(D), 이소로이신(I) 또는 아스파라긴(N)의 변이가 나타났다.
균주: A/ Brisbane /10/2007로부터의 H3
5개 위치에서 서열 변이가 관찰되었다(표 15). 2개의 샘플링한 서열에서 위치 215에 결실이 관찰된다.
Figure pct00026
균주: A/ Wisconsin /67/2005로부터의 H3
이 균주에서는 4개 위치에서 서열 변이가 관찰되었다(표 16).
Figure pct00027
균주: B/ Malaysia /2506/2004로부터의 B
2개 위치에서 변이가 관찰된다(표 17). 위치 120이 글리코실화 부위가 아니고, 위치 210이 글리코실화에 연루된다. 이 글리코실화는 난에서의 배양 후 없어진다.
Figure pct00028
균주: B/ Florida /4/2006으로부터의 헤마글루티닌 ; ISDN261649
관찰된 변이는 배양 시스템에 따라서 위치 211에 아미노산 서열 변이를 포함한다. MDCK 세포로부터 분리된 서열에서는 아스파라긴(N)이 발견되고, 난으로부터 분리된 서열에서는 글루탐산(D)이 발견된다. 위치 211이 글리코실화 부이이며, 이것은 난에서의 배양 후 없어진다.
균주: A/ Singapore /1/1957로부터의 H2
6개 위치에서 서열 변이가 관찰되었다(표 18).
Figure pct00029
균주: A/ Vietnam /1194/2004로부터의 H5 및 A/ Anhui /1/2005로부터의 H5
이들 H5 균주 모두 1차 서열의 정렬시 아미노산 서열에 변이가 관찰되지 않았다.
균주: A/ Teal / Hong Kong / W312 /1997로부터의 H6
균주에 대해 단지 하나의 엔트리를 이용할 수 있었다(AF250179).
균주: A/ Equine / Prague /56로부터의 H7
데이터베이스에서 총 2개의 서열 엔트리를 찾았다. 연구실 재조합이 필요하므로 엔트리 AB298877은 제외했다.
균주: A/ Hong Kong /1073/1999로부터의 H9 ; AJ404626
데이터베이스에서 총 2개의 서열 엔트리를 찾았다. 단지 1개만 완전했다.
모든 인용문헌은 본원에 참고자료로 포함된다.
본 발명은 하나 이상의 구체예에 관하여 설명되었다. 그러나, 청구항에 한정 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 다수의 변화 및 변형이 만들어질 수 있다는 것이 당업자에게 분명할 것이다.
참고자료
Figure pct00030
Figure pct00031
Figure pct00032
Figure pct00033

SEQUENCE LISTING <110> Medicago Inc. D'Aoust, Marc-Andre Couture, Manon Ors, Frederic Trepanier, Sonia Lavoie, Pierre-Olivier Dargis, Michele Vezina, Louis-Philippe Landry, Nathalie <120> Influenza Virus-Like Particles (VLPS) Comprising Hemagglutinin <130> V81270WO <160> 76 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 1556 <212> DNA <213> Influenza Virus <400> 1 agatcttcgc tgacacaata tgtataggct accatgccaa caactcaacc gacactgttg 60 acacagtact tgagaagaat gtgacagtga cacactctgt caacctactt gaggacagtc 120 acaatggaaa actatgtcta ctaaaaggaa tagccccact acaattgggt aattgcagcg 180 ttgccggatg gatcttagga aacccagaat gcgaattact gatttccaag gaatcatggt 240 cctacattgt agaaacacca aatcctgaga atggaacatg ttacccaggg tatttcgccg 300 actatgagga actgagggag caattgagtt cagtatcttc atttgagaga ttcgaaatat 360 tccccaaaga aagctcatgg cccaaccaca ccgtaaccgg agtatcagca tcatgctccc 420 ataatgggaa aagcagtttt tacagaaatt tgctatggct gacggggaag aatggtttgt 480 acccaaacct gagcaagtcc tatgtaaaca acaaagagaa agaagtcctt gtactatggg 540 gtgttcatca cccgcctaac atagggaacc aaagggcact 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tccccgtagg aggataacat ccaatccaac caatcacaac 780 aatcctgatg agataaccca ctttaagccc acgcatctgt ggcacatcta cattatctaa 840 atcacacatt cttccacaca tctgagccac acaaaaacca atccacatct ttatcaccca 900 ttctataaaa aatcacactt tgtgagtcta cactttgatt cccttcaaac acatacaaag 960 agaagagact aattaattaa ttaatcatct tgagagaaaa tggcgaaaaa cgttgcgatt 1020 ttcggcttat tgttttctct tcttgtgttg gttccttctc agatctgagc tctaagttaa 1080 aatgcttctt cgtctcctat ttataatatg gtttgttatt gttaattttg ttcttgtaga 1140 agagcttaat taatcgttgt tgttatgaaa tactatttgt atgagatgaa ctggtgtaat 1200 gtaattcatt tacataagtg gagtcagaat cagaatgttt cctccataac taactagaca 1260 tgaagacctg ccgcgtacaa ttgtcttata tttgaacaac taaaattgaa catcttttgc 1320 cacaacttta taagtggtta atatagctca aatatatggt caagttcaat agattaataa 1380 tggaaatatc agttatcgaa attcattaac aatcaactta acgttattaa ctactaattt 1440 tatatcatcc cctttgataa atgatagtac a 1471 <210> 9 <211> 565 <212> PRT <213> Influenza Virus <400> 9 Met Lys Ala Lys Leu Leu Val Leu Leu Cys Thr Phe Thr Ala Thr Tyr 1 5 10 15 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actggagttt 360 aacaatgaaa gcttcgattg gactggagtc actcagaatg gaacaagctc tgcttgcaaa 420 aggagatcta ataaaagttt ctttagtaga ttgaattggt tgacccactt aaaatacaaa 480 tacccagcat tgaacgtgac tatgccaaac aatgaaaaat ttgacaaatt gtacatttgg 540 ggggttcacc acccgggtac ggacagtgac caaatcagcc tatatgctca agcatcagga 600 agaatcacag tctctaccaa aagaagccaa caaactgtaa tcccgaatat cggatctaga 660 cccagggtaa gggatgtctc cagccgaata agcatctatt ggacaatagt aaaaccggga 720 gacatacttt tgattaacag cacagggaat ctaattgctc ctcggggtta cttcaaaata 780 cgaagtggga aaagctcaat aatgagatca gatgcaccca ttggcaaatg caattccgaa 840 tgcatcactc caaatggaag cattcccaat gacaaaccat ttcaaaatgt aaacaggatc 900 acatatgggg cctgtcccag atatgttaag caaaacactc tgaaattggc aacagggatg 960 cgaaatgtac cagagaaaca aactagaggc atatttggcg caatcgcggg tttcatagaa 1020 aatggttggg agggaatggt ggacggttgg tacggtttca ggcatcaaaa ttctgagggc 1080 acagga 1086 <210> 14 <211> 1048 <212> DNA <213> Influenza A Virus <400> 14 atgctatcaa tcacgattct gtttctgctc atagcagagg gttcctctca gaattacaca 60 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Primer <400> 30 aatagagctc cattttctct caagatgatt aattaattaa ttagtc 46 <210> 31 <211> 46 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 31 aatagagctc gttaaaatgc ttcttcgtct cctatttata atatgg 46 <210> 32 <211> 48 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 32 ttacgaattc tccttcctaa ttggtgtact atcatttatc aaagggga 48 <210> 33 <211> 1711 <212> DNA <213> Influenza Virus <400> 33 atgaaagcaa aactactggt cctgttatgt acatttacag ctacatatgc agacacaata 60 tgtataggct accatgccaa caactcaacc gacactgttg acacagtact tgagaagaat 120 gtgacagtga cacactctgt caacctactt gaggacagtc acaatggaaa actatgtcta 180 ctaaaaggaa tagccccact acaattgggt aattgcagcg ttgccggatg gatcttagga 240 aacccagaat gcgaattact gatttccaag gaatcatggt cctacattgt agaaacacca 300 aatcctgaga atggaacatg ttacccaggg tatttcgccg actatgagga actgagggag 360 caattgagtt cagtatcttc atttgagaga ttcgaaatat tccccaaaga aagctcatgg 420 cccaaccaca ccgtaaccgg agtatcagca tcatgctccc ataatgggaa aagcagtttt 480 tacagaaatt tgctatggct gacggggaag 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tgtgacgagt tcatcaatgt gccggaatgg 360 tcttacatag tggagaaggc caatccagtc aatgacctct gttacccagg ggatttcaat 420 gactatgaag aattgaaaca cctattgagc agaataaacc attttgagaa aattcagatc 480 atccccaaaa gttcttggtc cagtcatgaa gcctcattgg gggtcagctc agcatgtcca 540 taccagggaa agtcctcctt tttcagaaat gtggtatggc ttatcaaaaa gaacagtaca 600 tacccaacaa taaagaggag ctacaataat accaaccaag aagatctttt ggtactgtgg 660 gggattcacc atcctaatga tgcggcagag cagacaaagc tctatcaaaa cccaaccacc 720 tatatttccg ttgggacatc tacactaaac cagagattgg taccaagaat agctactaga 780 tccaaagtaa acgggcaaag tggaaggatg gagttcttct ggacaatttt aaaaccgaat 840 gatgcaatca acttcgagag taatggaaat ttcattgctc cagaatatgc atacaaaatt 900 gtcaagaaag gggactcaac aattatgaaa agtgaattgg aatatggtaa ctgcaatacc 960 aagtgtcaaa ctccaatggg ggcgataaac tctagcatgc cattccacaa tatacaccct 1020 ctcaccatcg gggaatgccc caaatatgtg aaatcaaaca gattagtcct tgcgactggg 1080 ctcagaaata gccctcaaag agagagaaga agaaaaaaga gaggattatt tggagctata 1140 gcaggtttta tagagggagg atggcaggga atggtagatg gttggtatgg gtaccaccat 1200 agcaacgagc aggggagtgg gtacgctgca gacaaagaat ccactcaaaa ggcaatagat 1260 ggagtcacca ataaggtcaa ctcgattatt gacaaaatga acactcagtt tgaggccgtt 1320 ggaagggaat ttaacaactt agaaaggaga atagagaatt taaacaagaa gatggaagac 1380 gggttcctag atgtctggac ttataatgct gaacttctag ttctcatgga aaacgagaga 1440 actctagact ttcatgactc aaatgtcaag aacctttacg acaaggtccg actacagctt 1500 agggataatg caaaggagct gggtaacggt tgtttcgagt tctatcataa atgtgataat 1560 gaatgtatgg aaagtgtaag aaacggaacg tatgactacc cgcagtattc agaagaagca 1620 agactaaaaa gagaggaaat aagtggagta aaattggaat caataggaat ttaccaaata 1680 ttgtcaattt attctacagt ggccagctcc ctagcactgg caatcatggt agctggtcta 1740 tccttatgga tgtgctccaa tgggtcgtta caatgcagaa tttgcattta agagctc 1797 <210> 45 <211> 1791 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Clone <400> 45 cactttgtga gtctacactt tgattccctt caaacacata caaagagaag agactaatta 60 attaattaat catcttgaga gaaaatgatt gcaatcattg taatagcaat actggcagca 120 gccggaaagt cagacaagat ctgcattggg tatcatgcca 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tcagaatgtg 1020 agtcccctgt ggataggaga atgtcccaaa tacgtgaaaa gtgaaagtct gaggcttgca 1080 actggactaa gaaatgttcc acagattgaa actagaggac tcttcggagc tattgcaggg 1140 tttattgaag gaggatggac tgggatgata gatgggtggt atggctatca ccatgaaaat 1200 tctcaagggt caggatatgc agcagacaga gaaagcactc aaaaggctgt aaacagaatt 1260 acaaataagg tcaattccat catcaacaaa atgaacacac aatttgaagc tgtcgatcac 1320 gaattttcaa atctggagag gagaattgac aatctgaaca aaagaatgca agatggattt 1380 ctggatgttt ggacatacaa tgctgaactg ttggttcttc ttgaaaacga aagaacacta 1440 gacatgcatg acgcaaatgt gaagaaccta catgaaaagg tcaaatcaca actaagggac 1500 aatgctacga tcttagggaa tggttgcttt gaattttggc ataagtgtga caatgaatgc 1560 atagagtctg tcaaaaatgg tacatatgac tatcccaaat accagactga aagcaaatta 1620 aacaggctaa aaatagaatc agtaaagcta gagaaccttg gtgtgtatca aattcttgcc 1680 atttatagta cggtatcgag cagcctagtg ttggtagggc tgatcatggc aatgggtctt 1740 tggatgtgtt caaatggttc aatgcagtgc aggatatgta tataagagct c 1791 <210> 46 <211> 1803 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 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ggaacttacc aaatactgtc aatttattca acagtggcga gttccctagc actggcaatc 2640 atgatggctg gtctatcttt atggatgtgc tccaatggat cgttacaatg cagaatttgc 2700 atttaagagc tctaagttaa aatgcttctt cgtctcctat ttataatatg gtttgttatt 2760 gttaattttg ttcttgtaga agagcttaat taatcgttgt tgttatgaaa tactatttgt 2820 atgagatgaa ctggtgtaat gtaattcatt tacataagtg gagtcagaat cagaatgttt 2880 cctccataac taactagaca tgaagacctg ccgcgtacaa ttgtcttata tttgaacaac 2940 taaaattgaa catcttttgc cacaacttta taagtggtta atatagctca aatatatggt 3000 caagttcaat agattaataa tggaaatatc agttatcgaa attcattaac aatcaactta 3060 acgttattaa ctactaattt tatatcatcc cctttgataa atgatagtac a 3111 <210> 61 <211> 3123 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Expression Cassette <400> 61 agaggtaccc cgggctggta tatttatatg ttgtcaaata actcaaaaac cataaaagtt 60 taagttagca agtgtgtaca tttttacttg aacaaaaata ttcacctact actgttataa 120 atcattatta aacattagag taaagaaata tggatgataa gaacaagagt agtgatattt 180 tgacaacaat tttgttgcaa catttgagaa aattttgttg ttctctcttt tcattggtca 240 aaaacaatag agagagaaaa aggaagaggg agaataaaaa cataatgtga gtatgagaga 300 gaaagttgta caaaagttgt accaaaatag ttgtacaaat atcattgagg aatttgacaa 360 aagctacaca aataagggtt aattgctgta aataaataag gatgacgcat tagagagatg 420 taccattaga gaatttttgg caagtcatta aaaagaaaga ataaattatt tttaaaatta 480 aaagttgagt catttgatta aacatgtgat tatttaatga attgatgaaa gagttggatt 540 aaagttgtat tagtaattag aatttggtgt caaatttaat ttgacatttg atcttttcct 600 atatattgcc ccatagagtc agttaactca tttttatatt tcatagatca aataagagaa 660 ataacggtat attaatccct ccaaaaaaaa aaaacggtat atttactaaa aaatctaagc 720 cacgtaggag gataacagga tccccgtagg aggataacat ccaatccaac caatcacaac 780 aatcctgatg agataaccca ctttaagccc acgcatctgt ggcacatcta cattatctaa 840 atcacacatt cttccacaca tctgagccac acaaaaacca atccacatct ttatcaccca 900 ttctataaaa aatcacactt tgtgagtcta cactttgatt cccttcaaac acatacaaag 960 agaagagact aattaattaa ttaatcatct tgagagaaaa tggcgaaaaa cgttgcgatt 1020 ttcggcttat tgttttctct tcttgtgttg gttccttctc agatcttcgc tgacacaata 1080 tgtataggct accatgccaa caactcaacc gacactgttg acacagtact tgagaagaat 1140 gtgacagtga cacactctgt caacctactt gaggacagtc acaatggaaa actatgtcta 1200 ctaaaaggaa tagccccact acaattgggt aattgcagcg ttgccggatg gatcttagga 1260 aacccagaat gcgaattact gatttccaag gaatcatggt cctacattgt agaaacacca 1320 aatcctgaga atggaacatg ttacccaggg tatttcgccg actatgagga actgagggag 1380 caattgagtt cagtatcttc atttgagaga ttcgaaatat tccccaaaga aagctcatgg 1440 cccaaccaca ccgtaaccgg agtatcagca tcatgctccc ataatgggaa aagcagtttt 1500 tacagaaatt tgctatggct gacggggaag aatggtttgt acccaaacct gagcaagtcc 1560 tatgtaaaca acaaagagaa agaagtcctt gtactatggg gtgttcatca cccgcctaac 1620 atagggaacc aaagggcact ctatcataca gaaaatgctt atgtctctgt agtgtcttca 1680 cattatagca gaagattcac cccagaaata gccaaaagac ccaaagtaag agatcaggaa 1740 ggaagaatca actactactg gactctgctg gaacctgggg atacaataat atttgaggca 1800 aatggaaatc taatagcgcc atggtatgct tttgcactga gtagaggctt tggatcagga 1860 atcatcacct caaatgcacc aatggatgaa tgtgatgcga agtgtcaaac acctcaggga 1920 gctataaaca gcagtcttcc tttccagaat gtacacccag tcacaatagg agagtgtcca 1980 aagtatgtca ggagtgcaaa attaaggatg gttacaggac taaggaacat cccatccatt 2040 caatccagag gtttgtttgg agccattgcc ggtttcattg aaggggggtg gactggaatg 2100 gtagatgggt ggtatggtta tcatcatcag aatgagcaag gatctggcta tgctgcagat 2160 caaaaaagta cacaaaatgc cattaacggg attacaaaca aggtcaattc tgtaattgag 2220 aaaatgaaca ctcaattcac agctgtgggc aaagagttca acaaattgga aagaaggatg 2280 gaaaacttaa ataaaaaagt tgatgatggg tttctagaca tttggacata taatgcagaa 2340 ttgttggttc tactggaaaa tgaaaggact ttggatttcc atgactccaa tgtgaagaat 2400 ctgtatgaga aagtaaaaag ccaattaaag aataatgcca aagaaatagg aaacgggtgt 2460 tttgagttct atcacaagtg taacaatgaa tgcatggaga gtgtgaaaaa tggtacctat 2520 gactatccaa aatattccga agaatcaaag ttaaacaggg agaaaattga tggagtgaaa 2580 ttggaatcaa tgggagtata ccagattctg gcgatctact caactgtcgc cagttccctg 2640 gttcttttgg tctccctggg ggcaatcagc ttctggatgt gttccaatgg gtctttgcag 2700 tgtagaatat gcatctaaga gctctaagtt aaaatgcttc ttcgtctcct atttataata 2760 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Gly Leu Phe Gly Ala Ile Ala Gly Phe 340 345 350 Ile Glu Gly Gly Trp Thr Gly Met Val Asp Gly Trp Tyr Gly Tyr His 355 360 365 His Gln Asn Glu Gln Gly Ser Gly Tyr Ala Ala Asp Gln Lys Ser Thr 370 375 380 Gln Asn Ala Ile Asn Gly Ile Thr Asn Lys Val Asn Ser Val Ile Glu 385 390 395 400 Lys Met Asn Thr Gln Phe Thr Ala Val Gly Lys Glu Phe Asn Lys Leu 405 410 415 Glu Arg Arg Met Glu Asn Leu Asn Lys Lys Val Asp Asp Gly Phe Leu 420 425 430 Asp Ile Trp Thr Tyr Asn Ala Glu Leu Leu Val Leu Leu Glu Asn Glu 435 440 445 Arg Thr Leu Asp Phe His Asp Ser Asn Val Lys Asn Leu Tyr Glu Lys 450 455 460 Val Lys Ser Gln Leu Lys Asn Asn Ala Lys Glu Ile Gly Asn Gly Cys 465 470 475 480 Phe Glu Phe Tyr His Lys Cys Asn Asn Glu Cys Met Glu Ser Val Lys 485 490 495 Asn Gly Thr Tyr Asp Tyr Pro Lys Tyr Ser Glu Glu Ser Lys Leu Asn 500 505 510 Arg Glu Lys Ile Asp Gly Val Lys Leu Glu Ser Met Gly Val Tyr Gln 515 520 525 Ile Leu Ala Ile Tyr Ser Thr Val Ala Ser Ser Leu Val Leu Leu Val 530 535 540 Ser Leu Gly Ala Ile Ser Phe Trp Met Cys Ser Asn Gly Ser Leu Gln 545 550 555 560 Cys Arg Ile Cys Ile 565 <210> 76 <211> 252 <212> PRT <213> Influenza Virus <400> 76 Met Ser Leu Leu Thr Glu Val Glu Thr Tyr Val Leu Ser Ile Ile Pro 1 5 10 15 Ser Gly Pro Leu Lys Ala Glu Ile Ala Gln Arg Leu Glu Asp Val Phe 20 25 30 Ala Gly Lys Asn Thr Asp Leu Glu Val Leu Met Glu Trp Leu Lys Thr 35 40 45 Arg Pro Ile Leu Ser Pro Leu Thr Lys Gly Ile Leu Gly Phe Val Phe 50 55 60 Thr Leu Thr Val Pro Ser Glu Arg Gly Leu Gln Arg Arg Arg Phe Val 65 70 75 80 Gln Asn Ala Leu Asn Gly Asn Gly Asp Pro Asn Asn Met Asp Lys Ala 85 90 95 Val Lys Leu Tyr Arg Lys Leu Lys Arg Glu Ile Thr Phe His Gly Ala 100 105 110 Lys Glu Ile Ser Leu Ser Tyr Ser Ala Gly Ala Leu Ala Ser Cys Met 115 120 125 Gly Leu Ile Tyr Asn Arg Met Gly Ala Val Thr Thr Glu Val Ala Phe 130 135 140 Gly Leu Val Cys Ala Thr Cys Glu Gln Ile Ala Asp Ser Gln His Arg 145 150 155 160 Ser His Arg Gln Met Val Thr Thr Thr Asn Pro Leu Ile Arg His Glu 165 170 175 Asn Arg Met Val Leu Ala Ser Thr Thr Ala Lys Ala Met Glu Gln Met 180 185 190 Ala Gly Ser Ser Glu Gln Ala Ala Glu Ala Met Glu Val Ala Ser Gln 195 200 205 Ala Arg Gln Met Val Gln Ala Met Arg Thr Ile Gly Thr His Pro Ser 210 215 220 Ser Ser Ala Gly Leu Lys Asn Asp Leu Leu Glu Asn Leu Gln Ala Tyr 225 230 235 240 Gln Lys Arg Met Gly Val Gln Met Gln Arg Phe Lys 245 250

Claims (15)

  1. 식물에서 활성인 조절 영역에 작동 가능하게 연결된 인플루엔자 헤마글루티닌(HA)을 암호화하는 뉴클레오티드 서열을 포함하는 핵산.
  2. 제 1 항에 있어서, 인플루엔자 헤마글루티닌은 H1, H2, H3, H4, H5, H6, H7, H8, H9, H10, H11, H12, H13, H14, H15, 및 H16으로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 핵산.
  3. a) 제 1 항의 핵산을 식물 또는 식물의 일부에 도입하는 단계, 및 b) 핵산의 발현을 허용하는 조건하에서 식물을 인큐베이션하여 바이러스-유사 입자(VLP)를 생산하는 단계를 포함하는, 식물에서 인플루엔자 바이러스-유사 입자(VLP)를 생산하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 도입 단계(단계 a)에서 핵산을 식물에서 일시적으로 발현시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 도입 단계(단계 a)에서 핵산을 식물에서 안정하게 발현시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 3 항에 있어서, c) 숙주를 수거하여 VLP를 정제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 인플루엔자 바이러스 HA 단백질과 식물에서 유래된 하나 이상의 지질을 포함하는 바이러스-유사 입자(VLP).
  8. 제 7 항에 있어서, 인플루엔자 HA 단백질이 H5 인도네시아(Indonesia)인 것을 특징으로 하는 바이러스-유사 입자(VLP).
  9. 제 7 항의 VLP의 유효 용량과 제약학적으로 허용되는 담체를 포함하는 조성물.
  10. 제 7 항의 바이러스-유사 입자를 투여하는 단계를 포함하는, 피험체에서 인플루엔자 바이러스 감염에 대한 면역성을 유도하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 바이러스-유사 입자를 경구, 피내, 비내, 근육내, 복강내, 정맥내 또는 피하 경로로 피험체에게 투여하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 식물-특이적 N-글리칸 또는 변형된 N-글리칸을 지닌 인플루엔자 바이러스 HA를 포함하는 바이러스-유사 입자(VLP).
  13. 제 12 항의 VLP의 유효 용량과 제약학적으로 허용되는 담체를 포함하는 조성물.
  14. 제 13 항의 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 피험체에서 인플루엔자 바이러스 감염에 대한 면역성을 유도하는 방법.
  15. 제 11 항에 있어서, 조성물을 경구, 피내, 비내, 근육내, 복강내, 정맥내 또는 피하 경로로 피험체에게 투여하는 것을 특징으로 하는 방법.

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