RU2140981C1 - Avirulent strain vibrio cholerae of non 01-serogroup (variants), method of strain preparing (variants), vaccine - Google Patents
Avirulent strain vibrio cholerae of non 01-serogroup (variants), method of strain preparing (variants), vaccine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2140981C1 RU2140981C1 RU96108963A RU96108963A RU2140981C1 RU 2140981 C1 RU2140981 C1 RU 2140981C1 RU 96108963 A RU96108963 A RU 96108963A RU 96108963 A RU96108963 A RU 96108963A RU 2140981 C1 RU2140981 C1 RU 2140981C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cholerae
- strain
- plasmid
- serogroup
- cholera
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K39/00—Medicinal preparations containing antigens or antibodies
- A61K39/02—Bacterial antigens
- A61K39/107—Vibrio
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
- A61P31/04—Antibacterial agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- C07K14/195—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria
- C07K14/28—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria from Vibrionaceae (F)
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K39/00—Medicinal preparations containing antigens or antibodies
- A61K2039/51—Medicinal preparations containing antigens or antibodies comprising whole cells, viruses or DNA/RNA
- A61K2039/52—Bacterial cells; Fungal cells; Protozoal cells
- A61K2039/522—Bacterial cells; Fungal cells; Protozoal cells avirulent or attenuated
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Communicable Diseases (AREA)
- Oncology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Mycology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Virology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
Данная заявка является частичным продолжением патентных заявок США 08/133438 и 08/133439, зарегистрированных 8 октября 1993 года, обе из которых включены в настоящее описание изобретения в качестве ссылочного материала. Обе указанные патентные заявки США 08/133438 и 08/133439 являются частичным продолжением патентной заявки США 07/931943, зарегистрированной 12 августа 1992 года, которая является продолжением заявки США 07/821872 настоящего заявителя, зарегистрированной 16 января 1992 года и являющейся продолжением патентной заявки США 07/533315 настоящего заявителя, зарегистрированной 5 июня 1990 года, каждая из которых включена в настоящее описание изобретения в качестве ссылочного материала. Патентная заявка США 07/533315 является частичным продолжением патентной заявки США 06/581406, зарегистрированной 17 февраля 1984 года и являющейся частичным продолжением патентной заявки США 06/472276, зарегистрированной 4 марта 1983 года, каждая из которых включена в настоящее описание изобретения в качестве ссылочного материала. Патентная заявка США 07/533315 также является частичным продолжением патентной заявки США 07/363383 настоящих заявителей, зарегистрированной 5 июня 1989 года, по которой принято решение о выдаче патента 12 декабря 1989 года, которая является продолжением патентной заявки США 06/867633, зарегистрированной 27 мая 1986 года, являющейся продолжением патентной заявки США 06/472276, зарегистрированной 4 марта 1983 года, каждая из которых включена в данное описание в качестве ссылочного материала. Научно-исследовательские работы, результаты которых подробно изложены в материалах настоящей заявки, проведены при содействии Национального Института Здоровья и частично Центра по Медицинской Биотехнологии Мерилендского Биотехнологического Института. This application is a partial continuation of US patent applications 08/133438 and 08/133439, registered October 8, 1993, both of which are incorporated into this description by reference. Both of these US patent applications 08/133438 and 08/133439 are a partial continuation of US patent application 07/931943, registered August 12, 1992, which is a continuation of US application 07/821872 of the present applicant, registered January 16, 1992 and which is a continuation of US patent application 07/533315 of the present applicant, registered June 5, 1990, each of which is incorporated into this description by reference. US patent application 07/533315 is a partial continuation of US patent application 06/581406, registered February 17, 1984 and is a partial continuation of US patent application 06/472276, registered March 4, 1983, each of which is incorporated into this description by reference . US patent application 07/533315 is also a partial continuation of US patent application 07/363383 of the present applicants, registered June 5, 1989, which decided to grant a patent on December 12, 1989, which is a continuation of US patent application 06/867633, registered on May 27 1986, which is a continuation of US patent application 06/472276, registered March 4, 1983, each of which is incorporated into this description by reference. Research work, the results of which are described in detail in the materials of this application, was carried out with the assistance of the National Institute of Health and partly the Center for Medical Biotechnology of the Maryland Biotechnological Institute.
Холерный вибрион (Vibrio cholerae) является неинвазивным энтеропатогеном тонкой кишки, не способным проникать через слизистую оболочку. Локальный Siga-опосредованный иммунитет слизистой кишечника выступает, таким образом, в качестве защитного механизма. Патогенный холерный вибрион (V.cholerae) серотипа 01 выделяет белковый энтеротоксин (известный также под названием холерный энтеротоксин или холероген, или холерный экзотоксин), который ответственен за размножения и выделение кишечником холерного вибриона, что приводит к возникновению диареи - клиническому симптому холерной инфекции. Гены, ответственные за продукцию холерного энтеротоксина относятся к ctx-генам (известным специалистам также под названием tox-гены или гены токсинов). Холерная диарея может иметь чрезвычайно тяжелое течение, приводя к значительной потере воды и минеральных солей организмом человека, состоянию обезвоживания, ацидозу, шоку и смерти без оказания экстренного терапевтического лечения. Cholera vibrio (Vibrio cholerae) is a non-invasive enteropathogen of the small intestine, unable to penetrate the mucous membrane. Local Siga-mediated immunity of the intestinal mucosa thus acts as a protective mechanism. The pathogenic cholera vibrio (V. cholerae) of serotype 01 releases a protein enterotoxin (also known as cholera enterotoxin or cholerogen, or cholera exotoxin), which is responsible for the multiplication and excretion of cholera vibrio by the intestines, which leads to diarrhea, a clinical symptom of cholera infection. The genes responsible for the production of cholera enterotoxin belong to the ctx genes (also known to specialists as tox genes or toxin genes). Cholera diarrhea can have an extremely severe course, leading to a significant loss of water and mineral salts by the human body, dehydration, acidosis, shock and death without emergency therapeutic treatment.
Известно, что в области хромосомы V.cholerae, содержащей ctx-гены, которые ответственны за размножение, можно обнаружить участок длиной 2700 пар оснований, названный RS1 (в виде повторяющейся последовательности). Mekalanos, Cell, v.35, pp. 253-263 (1983). It is known that in the region of the V. cholerae chromosome containing ctx genes that are responsible for reproduction, a 2700 bp region called RS1 (in the form of a repeating sequence) can be detected. Mekalanos, Cell, v. 35, pp. 253-263 (1983).
В ходе создания настоящего изобретения было также установлено, что V. cholerae продуцирует второй энтеротоксин, названный как токсин зоны плотных контактов (zonula occludents toxin), о чем ранее сообщали Fasano и др., в статье " Vibrio cholerae Produces a Second enterotoxin Which Affects Interstinal Tight Junction ", Proc. Nat. Acad. Sci. (USA) 88.5242-5246 (1991). During the development of the present invention, it was also found that V. cholerae produces a second enterotoxin, referred to as zonula occludents toxin, as previously reported by Fasano et al. In the article "Vibrio cholerae Produces a Second enterotoxin Which Affects Interstinal Tight Junction ", Proc. Nat. Acad Sci. (USA) 88.5242-5246 (1991).
Созданные в настоящее время холерные вакцины можно разделить на две широкие категории: вакцины, стимулирующие антитоксический иммунитет, и вакцины, предназначенные для индукции противобактериального иммунитета. Эксперименты на модельных животных подтверждают защитную роль антитоксического и/или противобактериального иммунитета. Было сделано предположение, что, если оба иммунитета действуют одновременно, возникает синергический эффект. [Holmgren, J. и др., J.Infect.Dis 136 Suppl., S105-S1122 (1977); Peterson, J. W. Infect. Immun. 25, 594 (1979); Resnick, I.G. и др., Infect. Immun. 13, 375 (1980); Svennerholm, А.-М. и др. Infect. Immun. 13, 735 (1976)]. Однако оказывается, что у людей защитный иммунитет проявляется без синергического эффекта, то есть, либо действует механизм защиты против токсинов, либо против бактериальной инфекции [Eubanks, E.R. и др., J.Infect. Immun. 15, 533 (1977); Fujita, K. и др., J. Infect. Dis. 125, 647 (1972); Holmgren, J., J. Infect. Dis., см. ранее; Lange, S. и др., Acta Path. Microbiol. Scand Sect. С 87,145 (1978); Peterson, J.W., см. ранее (1979); Pierce, N.F. и др. Infect. Immun. 37, 687 (1982); Pierce, N.F. и др., Infect. Immun. 21, 185 (1978); Pierce, N.F. и др, J. Infect. Dis. 135,888 (1977); Resnick, I.G. и др., см. ранее; Svennerholm, А.-М. и др., см. ранее]. The currently created cholera vaccines can be divided into two broad categories: vaccines that stimulate antitoxic immunity, and vaccines designed to induce antibacterial immunity. Model animal experiments confirm the protective role of antitoxic and / or antibacterial immunity. It has been suggested that if both immunities act simultaneously, a synergistic effect occurs. [Holmgren, J. et al., J. Infect. Dis 136 Suppl., S105-S1122 (1977); Peterson, J. W. Infect. Immun. 25, 594 (1979); Resnick, I.G. et al., Infect. Immun. 13, 375 (1980); Svennerholm, A.-M. et al. Infect. Immun. 13, 735 (1976)]. However, it turns out that in humans protective immunity is manifested without a synergistic effect, that is, either a defense mechanism against toxins or against a bacterial infection [Eubanks, E.R. et al., J. Infect. Immun. 15, 533 (1977); Fujita, K. et al., J. Infect. Dis. 125, 647 (1972); Holmgren, J., J. Infect. Dis., See earlier; Lange, S. et al., Acta Path. Microbiol. Scand Sect. C 87.145 (1978); Peterson, J.W., see previously (1979); Pierce, N.F. et al. Infect. Immun. 37, 687 (1982); Pierce, N.F. et al., Infect. Immun. 21, 185 (1978); Pierce, N.F. et al., J. Infect. Dis. 135.888 (1977); Resnick, I.G. and others, see earlier; Svennerholm, A.-M. and others, see earlier].
Убитые цельноклеточные вакцины
1. Парентеральные цельноклеточные вакцины
Уже почти столетие убитые цельные холерные вибрионы используют в качестве парентеральных вакцин; эти вакцины все еще имеются на рынке. Накопленный опыт в области использования вакцин, полученных из инактивированных цельных холерных вибрионов, проанализирован Joo, I. в работе "Cholera vaccines. " в книге Cholera. (Barua D. и Burrows W., eds.), Saunders, Phyladelphia, стр. 333-355 (1974) и Feeley, J.D. и др., в тезисах доклада Cholera and Related Diarrhears, 43rd Nobel Symp., Stockholm, 1978. (O.Oucherlong, J.Holmgren, eds) Karger, Basel, стр. 204-210 (1980). Такие вакцины стимулируют образование высоких титров сывороточных антител с вибриоцидными свойствами. Они также усиливают нарастание титра Siga антитела в кишечнике против соматического O-антигена V.cholerae в условиях вакцинации населения Пакистана, а не Швеции [Svennerholm, А.-М. и др. Infect. Immun. 30., 427 (1980); Svennerholm, А.-М. и др., Scan. J. Immun. 6, 1345 (1977)]. Было выдвинуто предположение, что такая иммунная реакция на вакцину происходит у реципиентов в Пакистане потому, что они уже иммунологически устойчивы в результате их предыдущего контакта с антигеном, в то время как такой иммунной реакции не происходит у лиц, проживающих в неэндемических регионах (например, Швеция). Парентеральные убитые цельноклеточные вакцины, как свидетельствуют результаты их апробации, обладают высоким иммунным потенциалом для защиты организма от V.cholerae гомологичного серотипа, но, как правило, на срок менее одного года [Joo, I. см. ранее; Feeley,J.C., см. ранее; Svennerholm, А.-М. и др. , см. ранее,(1980); Svennerholm, A.-M. и др., см. ранее, (1977); Mosley, W. H. и др., Bull. Wld. Hlth., Org. 49, 13 (1973); Philippines Cholera Committee, Bull. Wld. Hlth. Org., 49, 381 (1973)]. Имеются некоторые данные, подтверждающие предположение о том, что парентеральная цельноклеточная вакцина на основе холерного вибриона серотипа Инаба обеспечивает превосходный непродолжительный иммунитет как к холерному вибриону серотипа Огава, так и серотипу Инаба, тогда как вакцина серотипа Огава эффективна только против серотипа Огава. Использование адъювантов в составе парентеральной цельноклеточной вакцины, позволило обеспечить защитный иммунитет примерно на 70% в течение до полутора лет (см., например, Soroso, J.S. и др., Bull. Wld.Hlth. Org., 56, 619 (1978)). Однако в месте прививки вакцины с адъювантом довольно часто возникают сильно выраженные побочные явления (включая стерильные абсцессы), что ограничивает использование таких адъювантных вакцин общепринятым методом.Killed whole-cell vaccines
1. Parenteral whole-cell vaccines
For almost a century, killed whole cholera vibrios have been used as parenteral vaccines; these vaccines are still available on the market. The experience gained in the use of vaccines derived from inactivated whole cholera vibrios was analyzed by Joo, I. in "Cholera vaccines." In the book Cholera. (Barua D. and Burrows W., eds.), Saunders, Phyladelphia, pp. 333-355 (1974) and Feeley, JD et al., In abstracts of Cholera and Related Diarrhears, 43rd Nobel Symp., Stockholm, 1978. (O. Oucherlong, J. Holmgren, eds) Karger, Basel, pp. 204-210 (1980). Such vaccines stimulate the formation of high titers of serum antibodies with vibriocidal properties. They also enhance the increase in the titer of Siga antibody in the intestine against the somatic O-antigen of V. cholerae under conditions of vaccination of the population of Pakistan, and not Sweden [Svennerholm, A.-M. et al. Infect. Immun. 30., 427 (1980); Svennerholm, A.-M. et al., Scan. J. Immun. 6, 1345 (1977)]. It has been suggested that such an immune response to the vaccine occurs in recipients in Pakistan because they are already immunologically stable as a result of their previous exposure to the antigen, while such an immune reaction does not occur in individuals living in non-endemic regions (e.g. Sweden ) Parenteral killed whole-cell vaccines, as evidenced by the results of their testing, have a high immune potential to protect the body from V. cholerae homologous serotype, but usually for a period of less than one year [Joo, I. see earlier; Feeley, JC, see earlier; Svennerholm, A.-M. and others, see earlier, (1980); Svennerholm, A.-M. and others, see earlier, (1977); Mosley, WH et al., Bull. Wld. Hlth., Org. 49, 13 (1973); Philippines Cholera Committee, Bull. Wld. Hlth. Org., 49, 381 (1973)]. There is some evidence to support the suggestion that a parenteral whole-cell vaccine based on the Inaba serotype cholera vibrio provides excellent short-term immunity to both the Ogawa serotype cholera vibrio and the Inaba serotype, while the Ogawa serotype vaccine is effective only against the Ogawa serotype. The use of adjuvants in the composition of the parenteral whole-cell vaccine, allowed to provide protective immunity by about 70% for up to one and a half years (see, for example, Soroso, JS et al., Bull. Wld.Hlth. Org., 56, 619 (1978)) . However, very severe side effects (including sterile abscesses) often occur at the vaccine site of the vaccine with adjuvant, which limits the use of such adjuvant vaccines by the generally accepted method.
2. Пероральные цельноклеточные вакцины
Убитые цельные вибрионы, вводимые перорально, усиливают выработку секреторного антитела против вибрионного антигена. [Freter, R. J., Infect. Dis., 111, 37 (1972); Freter R. и др., J, Immunol., 91 724 (1963); Ganguly, R. и др. , Bull. Wld. Hlth.Org., 52, 323 (1975)]. Результаты, полученные другими исследователями, свидетельствовали о высокой эффективности таких вакцин, однако в большинстве случаев они приводили к развитию холерной диареи после последующей провокационной пробы патогенными вибрионами [Cash, R.A. и др. J. Infect. Dis. 130, 325 (1974)].2. Oral whole-cell vaccines
Killed whole vibrios administered orally enhance the production of secretory antibodies against the vibrio antigen. [Freter, RJ, Infect. Dis., 111, 37 (1972); Freter R. et al., J, Immunol., 91,724 (1963); Ganguly, R. et al., Bull. Wld. Hlth. Org., 52, 323 (1975)]. The results obtained by other researchers indicated the high efficacy of such vaccines, but in most cases they led to the development of cholera diarrhea after a subsequent provocative test by pathogenic vibrios [Cash, RA et al. J. Infect. Dis. 130, 325 (1974)].
Токсоиды
К иммуногенам, предназначенным для противохолерной профилактики путем усиления антитоксического иммунитета, относятся следующие вещества:
1) Обработанный формальдегидом холерный токсоид;
2) Обработанный глютаральдегидом холерный токсоид;
3) Очищенная В-субъединица холерного энтеротоксина и
4) Термоинактивированный холерный энтеротоксин (обработанный или необработанный формальдегидом).Toxoids
The immunogens intended for cholera prophylaxis by enhancing antitoxic immunity include the following substances:
1) Formaldehyde-treated cholera toxoid;
2) Glutaraldehyde-treated cholera toxoid;
3) Purified b-subunit of cholera enterotoxin and
4) Thermally inactivated cholera enterotoxin (treated or untreated with formaldehyde).
1. Обработанный формальдегидом холерный токсоид
Обработка очищенного холерного энтеротоксина формальдегидом in vitro устраняет полностью его вирулентность, в результате чего получают анатоксин, проявляющий биологическую активность с незначительным токсическиv эффектом, но стимулирующий образование антитоксиновых антител после парентеральной иммунизации животных. Однако при введении первичного анатоксина такого типа, как обезьянам, так и человеку, в качестве парентеральной вакцины он становился опять частично токсикогенным, вызывая нежелательные побочные явления в месте прививки [Northrup, R.S. и др., J. Infect. Dis., v. 125, 471 (1972)]. Формалинированный холерный токсоид с адъювантом на основе окиси алюминия вводили парентерально бангладешцам-добровольцам, в том числе кормящим матерям, но без массовой апробации этой вакцины [Merson, M.H. и др., The Lancet 1,931(1980)]. Кроме того, формалинированный холерный анатоксин, полученный в присутствии глицина, был апробирован путем перорального введения, однако не было получено никаких данных, свидетельствующих об иммунологической эффективности этой вакцины [Ohtomo, N. In Proceedings of the 12 th Joint Conference on Cholera, U. S. - Japan Cooperative Medical Science Program, Sapporo (Fukumi H., Zinnaka Y., eds), pp. 286- 296 (1976); Noriki.H, In Proceedings of the 12 th Joint Conference on Cholera, U.S. - Japan Cooperative Medical Science Program, Sapporo (Fukumi H., Zinnaka Y., eds), pp. 302-310 (1976)].1. Formaldehyde-treated cholera toxoid
In vitro treatment of purified cholera enterotoxin with formaldehyde completely eliminates its virulence, resulting in the production of an toxoid that exhibits biological activity with a slight toxic effect, but stimulates the formation of antitoxin antibodies after parenteral immunization of animals. However, when a primary toxoid of this type was administered to both monkeys and humans as a parenteral vaccine, it again became partially toxicogenic, causing undesirable side effects at the vaccination site [Northrup, RS et al., J. Infect. Dis., V. 125, 471 (1972)]. Formalized cholera toxoid with adjuvant based on alumina was administered parenterally to Bangladeshi volunteers, including nursing mothers, but without mass testing of this vaccine [Merson, MH et al., The Lancet 1.931 (1980)]. In addition, the formalin cholera toxoid obtained in the presence of glycine was tested by oral administration, but no evidence was obtained of the immunological efficacy of this vaccine [Ohtomo, N. In Proceedings of the 12 th Joint Conference on Cholera, US - Japan Cooperative Medical Science Program, Sapporo (Fukumi H., Zinnaka Y., eds), pp. 286-296 (1976); Noriki.H, In Proceedings of the 12 th Joint Conference on Cholera, US - Japan Cooperative Medical Science Program, Sapporo (Fukumi H., Zinnaka Y., eds), pp. 302-310 (1976)].
2. Обработанный глютаральдегидом холерный токсоид
В настоящее время разработаны методы для крупномасштабного производства обработанного глютаральдегидом холерного анатоксина, который практически не содержит соматического антигена [Rappaport, E.S. и др. Infect, lmmun., v.l4, р. 687 (1976)] . Исследователи возлагали надежду на то, что этот антиген, полученный в чистом виде, можно будет использовать для оценки защитного механизма антитоксического иммунитета. Массовую апробацию этого анатоксина, вводимого в виде парентеральной вакцины, провели в Бангладеш в 1974 году [Curlin, G. In Proceeding of the 11 th Joint Conference on Cholera, US-Japan Cooperative Medical Science Program., pp.314-329, New Orleans, 1975)]. Этот анатоксин усиливал образование высоких титров циркулирующих антитоксиновых антител у бангладешских реципиентов. Две вспышки холеры, вызванные вибрионом Эль Тор Инаба, а затем Эль Тор Огава захватили и район, где проводились массовые испытания вакцины, что позволило сделать достаточно достоверную оценку ее эффективности. Однако защитный эффект вакцины смогли продемонстрировать только на одной возрастной группе населения, и при этом он был ограничен продолжительностью эпидемической холеры серотипа Инаба, в результате чего эффективность обработанного глютаральдегидом холерного токсоида, полученного в чистом виде в форме парентеральной вакцины, была невысокой и ниже результатов апробации парентеральных инактивированных цельноклеточных вакцин на той же самой категории населения.2. Glutaraldehyde-treated cholera toxoid
Methods have now been developed for the large-scale production of glutaraldehyde-treated cholera toxoid, which contains virtually no somatic antigen [Rappaport, ES et al. Infect, lmmun., V.l4, p. 687 (1976)]. The researchers hoped that this pure antigen could be used to evaluate the protective mechanism of antitoxic immunity. Mass testing of this toxoid administered as a parenteral vaccine was conducted in Bangladesh in 1974 [Curlin, G. In Proceeding of the 11 th Joint Conference on Cholera, US-Japan Cooperative Medical Science Program., Pp. 314-329, New Orleans , 1975)]. This toxoid enhanced the formation of high titers of circulating antitoxin antibodies in Bangladeshi recipients. Two outbreaks of cholera caused by the vibrio El Tor Inaba, and then El Tor Ogawa captured the area where the vaccine was mass tested, which allowed a fairly reliable assessment of its effectiveness. However, the protective effect of the vaccine could be demonstrated only in one age group of the population, and at the same time it was limited by the duration of the epidemic cholera of the Inaba serotype, as a result of which the effectiveness of the cholera toxoid treated with glutaraldehyde obtained in its pure form in the form of a parenteral vaccine was low and lower than the results of testing parenteral inactivated whole-cell vaccines in the same population.
Была исследована возможность использования обработанного глютаральдегидом холерного токсоида в качестве пероральной вакцины, базируясь на предположении, что указанный анатоксин, вводимый таким путем, должен быть более эффективен за счет усиления образования антител против холерного энтеротоксина [Levine, М.М. и другие, Trans. Roy. Soc. Trop. Med. Hyg. 73, 3, (1979)] . С этой целью две группы добровольцев иммунизировали путем введения трех доз по 2.0 мг или трех доз по 8.0 мг указанного анатоксина непосредственно в просвет тонкой кишки (через кишечный зонд), каждую через месяц. После чего получившие вакцину добровольцы и не иммунизированные лица, служившие в качестве контроля, приняли участие в экспериментах с контрольным инфицированием их холерным вибрионом. Ни в одном эксперименте с антигенным стимулом не отмечено достоверного ослабления симптоматики болезни и тяжести диареи у вакцинированных по сравнению с контролем. Отсутствие эффективности перорально вводимого, обезвреженного глютаральдегидом холерного энтеротоксина может быть обусловлено тем, что способность В-субъединиц связывать ганглиозид GM1 сильно снижается в результате его обезвреживания глютаральдегидом. The possibility of using glutaraldehyde-treated cholera toxoid as an oral vaccine was investigated, based on the assumption that the indicated toxoid administered in this way should be more effective by enhancing the formation of antibodies against cholera enterotoxin [Levine, M.M. and others, Trans. Roy. Soc. Trop. Med. Hyg. 73, 3, (1979)]. To this end, two groups of volunteers were immunized by administering three doses of 2.0 mg or three doses of 8.0 mg of the indicated toxoid directly into the lumen of the small intestine (via an intestinal tube), every month. After that, volunteers who received the vaccine and non-immunized persons who served as control took part in experiments with control infection with their cholera vibrio. In no experiment with an antigenic stimulus, there was a significant decrease in the symptoms of the disease and the severity of diarrhea in vaccinees compared with the control. The lack of effectiveness of an orally administered cholera enterotoxin disinfected with glutaraldehyde can be due to the fact that the ability of B subunits to bind GM1 ganglioside is greatly reduced as a result of its neutralization with glutaraldehyde.
3. Очищенная субъединица B холерного энтеротоксина
Холерный энтеротоксин состоит из двух субъединиц, A и B, кодируемых ctx AB-опероном. A-субъединица индуцирует ферментативные изменения, которые вызывают секрецию жидкости в просвет кишечника, в то время как нетоксичная B-субъединица представляет собой иммуногенную группу, которая связывает рецептор токсина (ганглиозид GM1) на клетках эпителия кишечника [Holmgren, J. Nature, 292, 413 (1981)]. Было продемонстрировано, что очищенная B-субъединица, вводимая как перорально, так и парентерально бангладешцам, усиливает образование Siga антитоксина в жидкости кишечника, то есть результат, полученный, возможно, за счет иммунологической устойчивости в эндемическом холерном очаге [Svennerholm, A. -M. и другие. The Lancet I, 305 (1982)].3. Purified Subunit B of cholera enterotoxin
Cholera enterotoxin consists of two subunits, A and B, encoded by the ctx AB operon. The A subunit induces enzymatic changes that cause fluid secretion into the intestinal lumen, while the non-toxic B subunit is an immunogenic group that binds toxin receptor (GM1 ganglioside) on intestinal epithelial cells [Holmgren, J. Nature, 292, 413 (1981)]. It has been demonstrated that a purified B-subunit, administered both orally and parenterally to Bangladeshi, enhances the formation of Siga antitoxin in the intestinal fluid, that is, the result obtained, possibly due to immunological resistance in the endemic cholera focus [Svennerholm, A. -M. and others. The Lancet I, 305 (1982)].
К существенным преимуществам пероральной вакцины из B-субъединицы холерного энтеротоксина, предназначенной для усиления антитоксического иммунитета, относятся ее полная безопасность (исключается вероятность обратного превращения в токсин, как это имеет место с анатоксинами), и сохранение способности связывать рецепторы энтеротоксина на энтероцитах. Результаты исследований на животных свидетельствуют, однако, что очищенная В-субъединица имеет меньший потенциал по сравнению с нативным голотоксином в усилении выработки нейтрализующих токсин антител [Pierce, N.F., см. ранее, (1982]. Significant advantages of an oral vaccine from the B-subunit of cholera enterotoxin designed to enhance antitoxic immunity include its complete safety (the probability of reverse conversion to a toxin, as is the case with toxoids, is eliminated) and the ability to bind enterotoxin receptors on enterocytes. Animal studies indicate, however, that a purified B subunit has less potential than native holotoxin to enhance the production of toxin-neutralizing antibodies [Pierce, N.F., see earlier, (1982).
Следует понимать, что очищенную B-субъединицу можно использовать, если вообще существует такая необходимость, совместно, например с пероральными инактивированными вибрионными вакцинами в качестве комбинированной пероральной вакцины, предназначенной для усиления выработки как антибактериальных, так и токсин нейтрализующих антител. It should be understood that the purified B subunit can be used, if at all, if necessary, in conjunction, for example, with oral inactivated vibrio vaccines as a combined oral vaccine designed to enhance the production of both antibacterial and toxin neutralizing antibodies.
4. Термоинактивированный холерный энтеротоксин
Термоинактивированный холерный энтеротоксин представляет собой анатоксин большой молекулярной массы (Мол.масса примерно 1000000), полученный в результате термообработки холерного энтеротоксина при температуре 65oC в течение по меньшей мере пяти минут [Finkelstein, R.A. и другие, J. Immunol., 107, 1043 (1971)] . Этот анатоксин обладает иммуногенной способностью, хотя все еще сохраняет менее 5% токсикогенной активности нативного холерного энтеротоксина. При более продолжительной термообработке (например, в течение 25 минут) получают менее биологически токсичный анатоксин [Germanier, R. и другие, J. lmmun., 13, 1692 (1976)], и последующая его обработка формальдегидом полностью устраняет в нем остаточную биологическую токсичность. Полученный формалинированный термоинактивированный холерный энтеротоксин обладает по меньшей мере таким же потенциалом, как и нативный энтеротоксин в усилении образования сывороточного антитоксинового антитела после иммунизации кроликов. У швейцарцев-добровольцев развивался мощный гуморальный иммунный ответ после парентеральной иммунизации их формалинированным термоинактивированным холерным энтеротоксином, получаемым в дозах по 10, 30 или 100 мкг [Germanier, R., и другие, J. Inf. Dis., 135, 512 (1977)]. Никаких выраженных побочных реакций при этом не отмечалось.4. Thermally inactivated cholera enterotoxin
The thermally inactivated cholera enterotoxin is a large molecular weight toxoid (molar mass of approximately 1,000,000) obtained by heat treatment of the cholera enterotoxin at a temperature of 65 ° C. for at least five minutes [Finkelstein, RA et al., J. Immunol., 107, 1043 (1971)]. This toxoid has immunogenic ability, although it still retains less than 5% of the toxicogenic activity of native cholera enterotoxin. A longer heat treatment (for example, for 25 minutes) produces a less biologically toxic toxoid [Germanier, R. and others, J. lmmun., 13, 1692 (1976)], and its subsequent treatment with formaldehyde completely eliminates residual biological toxicity in it . The obtained formalinized thermally inactivated cholera enterotoxin has at least the same potential as the native enterotoxin in enhancing the formation of serum antitoxin antibodies after immunization of rabbits. Swiss volunteers developed a strong humoral immune response after parenteral immunization with their formalinized thermally inactivated cholera enterotoxin, obtained in doses of 10, 30 or 100 μg [Germanier, R., et al., J. Inf. Dis. 135, 512 (1977)]. No marked adverse reactions were noted.
В качестве перорального антигена, термоинактивированный холерный энтеротоксин обладает большей иммуногенностью при приеме его в форме без обработки формальдегидом. У собак переносимость к необработанному формальдегидом термоинактивированному холерному энтеротоксину такая же хорошая, как и в случае пероральной вакцины; перорально вводимые дозы его (с использованием NaHCO3 в качестве носителя) до 500 мкг не вызывают диареи. Пероральный прием пяти доз его по 500 мкг в течение примерно 42 дней обеспечивает достоверное усиление защитного иммунитета у собак против пероральной пробы с патогенным V. cholerae. В группах из шести и четырех взрослых добровольцев, получавших его в дозах по 50 мкг и 200 мкг, соответственно, с использованием NaHCO3 в качестве носителя, не отмечено побочных эффектов.As an oral antigen, thermally inactivated cholera enterotoxin is more immunogenic when taken in the form without treatment with formaldehyde. In dogs, tolerance to formaldehyde-free, thermally inactivated cholera enterotoxin is as good as with the oral vaccine; orally administered doses of it (using NaHCO 3 as a carrier) up to 500 μg do not cause diarrhea. Oral administration of five doses of 500 mcg for approximately 42 days provides a significant increase in protective immunity in dogs against an oral sample with pathogenic V. cholerae. In groups of six and four adult volunteers who received it in doses of 50 μg and 200 μg, respectively, using NaHCO 3 as a carrier, no side effects were noted.
Следует понимать, что термоинактивированный холерный энтеротоксин можно использовать в комбинации, например, с живыми вакцинами, убитыми вибрионами или другими родственными антигенами, которые обладают способностью стимулировать антибактериальный иммунитет, в результате чего усиливается антитоксический иммунитет, индуцируемый термоинактивированным холерным энтеротоксином. It should be understood that thermally inactivated cholera enterotoxin can be used in combination, for example, with live vaccines, killed vibrios or other related antigens that have the ability to stimulate antibacterial immunity, as a result of which the antitoxic immunity induced by thermally inactivated cholera enterotoxin is enhanced.
Комбинированные вакцины
Главным преимуществом пероральной вакцины из убитых возбудителей холеры является ее безопасность. Пероральная вакцина, состоящая из смеси антигенов, предназначенная для стимуляции как антибактериального, так и антитоксического иммунитета вероятнее всего имела успех по следующим причинам: вакцины из анатоксинов, стимулирующие только антитоксический иммунитет, неэффективны, как свидетельствуют результаты исследований, для защиты от заболевания холерой у человека, хотя их можно использовать для иммунизации модельных животных. Кроме того, пероральные и парентеральные убитые цельноклеточные вакцины, не стимулирующие никакой иммунной реакции на энтеротоксин, обеспечивают существенный защитный иммунитет против холеры у человека, хотя и на короткий промежуток времени. Более того, смеси антигенов (например, неочищенный холерный энтеротоксин, или токсин вместе с липосахаридом), стимулирующие как антитоксический, так и антибактериальный иммунитет, вызывают синергический защитный эффект.Combination vaccines
The main advantage of an oral vaccine from killed cholera pathogens is its safety. An oral vaccine consisting of a mixture of antigens designed to stimulate both antibacterial and antitoxic immunity is most likely successful for the following reasons: toxoid vaccines that stimulate only antitoxic immunity are ineffective, according to research results, to protect against human cholera disease, although they can be used to immunize model animals. In addition, oral and parenteral killed whole-cell vaccines that do not stimulate any immune response to enterotoxin provide significant protective immunity against human cholera, albeit for a short period of time. Moreover, mixtures of antigens (for example, crude cholera enterotoxin, or toxin along with liposaccharide), stimulating both antitoxic and antibacterial immunity, cause a synergistic protective effect.
К настоящему времени проведено пока еще два широкомасштабных испытания комбинированных вакцин в условиях практической работы. В первом испытании девять добровольцев, получавших обработанный глютаральдегидом холерный энтеротоксин (в дозе по 2 мг еженедельно в течение четырех недель) вместе с убитыми холерными вибрионами Эль Тор Инаба (1010 вибрионов два раза в неделю в течение четырех недель) через месяц после иммунизации были инфицированы, наряду с шестью не иммунизированными добровольцами, служившими в качестве контроля, патогенными холерными вибрионами Эль Тор Инаба в дозе 106 вибрионов. Диарея имела место только у двух из девяти вакцинированных, против четырех из шести в контроле (эффективность вакцины составляла 67%), при этом болезнь протекала в более легкой форме у двух заболевших, принимавших вакцину. Более важным в этом эксперименте, возможно, является факт, что V.cholerae можно непосредственно культивировать из выделенных испражнений только у двух из девяти вакцинированных, против шести из шести в контроле. Это свидетельствует о том, что иммунологические механизмы ингибируют пролиферацию вибрионов. В другом исследовании, три дозы комбинированной вакцины, состоящей из B-субъединицы холерного энтеротоксина и убитого цельного вибриона холеры давали взрослым добровольцам, которые затем участвовали в эксперименте с контрольным инфицированием для оценки эффективности вакцины. Комбинированную вакцину принимали на 0, 14, и 28 день. Каждая из трех доз вакцины содержала по 0.5 мг очищенной B-субъединицы холерного энтеротоксина и 2•1011 убитого V. cholerae (5•1010 классического вибриона серотипа Инаба, 5•1010 классического вибриона серотипа Огава, и 1•1011 вибриона Эль Тор Инаба).To date, two more large-scale trials of combination vaccines have been carried out under practical conditions. In the first trial, nine volunteers who received glutaraldehyde-treated cholera enterotoxin (at a dose of 2 mg weekly for four weeks), along with El Tor Inaba killed cholera vibrios (10 10 vibrios twice a week for four weeks), were infected one month after immunization , along with six non-immunized volunteers serving as control, pathogenic cholera vibrios El Tor Inaba in a dose of 10 6 vibrios. Diarrhea occurred in only two out of nine vaccinees, against four out of six in the control (vaccine efficiency was 67%), while the disease was milder in two patients who took the vaccine. More important in this experiment, perhaps, is the fact that V. cholerae can be directly cultured from isolated excrement in only two out of nine vaccinated, against six out of six in the control. This suggests that immunological mechanisms inhibit the proliferation of vibrios. In another study, three doses of a combination vaccine consisting of the B-subunit of cholera enterotoxin and the killed whole vibrio cholera were given to adult volunteers, who then participated in a control infection experiment to evaluate the effectiveness of the vaccine. The combination vaccine was taken on
Группе из одиннадцати добровольцев, иммунизированных этой комбинированной вакциной вводили через месяц после приема последней дозы вакцины патогенный V. cholerae Эль Тор Инаба, наряду с семью добровольцами, служившими в качестве контроля. Диарея имела место у семи из семи добровольцев в контроле, и только у четырех из одиннадцати вакцинированных (p=0.01). Симптоматика болезни у четырех из получавших вакцину имела менее выраженный характер. A group of eleven volunteers immunized with this combination vaccine was given a month after the last dose of the vaccine, pathogenic V. cholerae El Tor Inaba, along with seven volunteers serving as control. Diarrhea occurred in seven of the seven volunteers in the control, and only four of the eleven vaccinated (p = 0.01). Symptoms of the disease in four of those receiving the vaccine were less pronounced.
Таким образом, результаты оценочных исследований пероральных комбинированных вакцин на основе указанного анатоксина и убитых цельных клеток демонстрируют соизмеримую степень их эффективности. Эффективность таких вакцин для стимуляции защитного иммунитета, однако, относительно невысока (55-65%), и для индуцирования механизма противоинфекционной защиты необходимо проведение нескольких ревакцинаций. Thus, the results of evaluative studies of oral combined vaccines based on the indicated toxoid and killed whole cells demonstrate a comparable degree of their effectiveness. The effectiveness of such vaccines for the stimulation of protective immunity, however, is relatively low (55-65%), and several revaccinations are necessary to induce the mechanism of anti-infection protection.
Вакцины из ослабленного V. cholerae
Исследования, проведенные с участием североамериканских добровольцев, свидетельствуют о том, что как так называемые классические холерные инфекции, так и вызванные клиническим штаммом вибриона Эль Тор, стимулируют высокую степень защитного иммунитета в течение по меньшей мере трех лет [Cash, R.A. и другие, см. ранее (1974): Levine, М.М. и другие, см. ранее (1979; Levine, М.М. и другие, " Volunteers studies in development of vaccines against Cholera and enterotoxigenic Escherichia coli: обзорная статья в книге " Acute Enteric Infections in Children: New Prospects for Treatment and Prevention. (T. Holm, J. Holmgren, M.Merson, и R. Mollby, eds.) Elsevier, Amsterdam, pp.443-459 (1981); и Levine, М.М. и другие, J. Infect. Dis.,143, 818 (1981)] . На основе результатов наблюдений за состоянием этих добровольцев, можно предположить, что наиболее многообещающий подход к решению проблемы иммунологической защиты от холеры возможно будет связан с ослабленными невирулентными штаммами V. cholerae, используемыми в качестве пероральных вакцин.Vaccines from attenuated V. cholerae
Studies conducted with the participation of North American volunteers indicate that both the so-called classic cholera infections and those caused by the clinical strain of El Tor vibrio stimulate a high degree of protective immunity for at least three years [Cash, RA and others, see previously (1974): Levine, M.M. and others, see earlier (1979; Levine, M.M. et al., Volunteers studies in development of vaccines against Cholera and enterotoxigenic Escherichia coli: a review article in Acute Enteric Infections in Children: New Prospects for Treatment and Prevention. (T. Holm, J. Holmgren, M. Merson, and R. Mollby, eds.) Elsevier, Amsterdam, pp. 433-459 (1981); and Levine, M.M. et al., J. Infect. Dis. , 143, 818 (1981)]. Based on the results of monitoring the status of these volunteers, it can be assumed that the most promising approach to solving the problem of immunological protection against cholera may be associated with attenuated non-virulent strains of V. cholerae, used as oral vaccines .
1. Природные штаммы серогруппы 01 V. cholerae. 1. Natural strains of serogroup 01 V. cholerae.
Невирулентные штаммы серогруппы 01 V. cholerae, выделенные из источников окружающей среды в Индии и Бразилии, были апробированы на добровольцах в качестве потенциальных кандидатов для получения вакцин, и полученные результаты были неутешительны. Эти штаммы не колонизовали кишечник у человека, или колонизовали в минимальной степени; реакции вибриоцидных антител на антиген были слабые, и кроме того они не вызвали защитного иммунитета в экспериментальных исследованиях с контрольной прививкой [Cash, R.A. и другие,. Infect. Immun. 10, 762 (1974); Levine М.М. и другие, J. Infect. Dis. 145, 296 (1982)] . У этих штаммов, как показали результаты измерения методом гибридизации с использованием радиоактивно-меченого ДНК-зонда, утрачен токсиновый ген [Kaper, J.B. и другие. Infect. Immun. 32, 661 (1981)]. Non-virulent strains of serogroup 01 V. cholerae isolated from environmental sources in India and Brazil were tested on volunteers as potential candidates for vaccines, and the results were disappointing. These strains did not colonize the intestines in humans, or were minimally colonized; the reactions of vibriocidal antibodies to the antigen were weak, and in addition, they did not cause protective immunity in experimental studies with control vaccination [Cash, R.A. and others,. Infect. Immun. 10, 762 (1974); Levine M.M. and others, J. Infect. Dis. 145, 296 (1982)]. In these strains, as shown by hybridization measurements using a radiolabeled DNA probe, the toxin gene was lost [Kaper, J.B. and others. Infect. Immun. 32, 661 (1981)].
2. Мутагенные ослабленные штаммы. 2. Mutagenic attenuated strains.
Классический Инаба 569B был подвергнут мутации с использованием нитрозогуанидина (NTG) и был выделен гипотоксикогенный мутант. [Finkelstien, R.A. и другие, J. Infect. Dis. 129, 117 (1974); Holmes, R.K. и другие, J. Clin. Invest. 55, 551 (1975). Этот мутантный штамм, M13, вводили добровольцам. Диарея не возникала, однако штамм имел слабую колониеобразующую способность. Исследования с контрольным инфицированием продемонстрировали, что некоторый защитный эффект обеспечивался за счет иммунизации многократными дозами [Woodward, E. и другие, Develop. Biol. Stand. 33,108,(1976)]. Classical Inaba 569B was mutated using nitrosoguanidine (NTG) and a hypotoxicogenic mutant was isolated. [Finkelstien, R.A. and others, J. Infect. Dis. 129, 117 (1974); Holmes, R.K. and others, J. Clin. Invest. 55, 551 (1975). This mutant strain, M13, was administered to volunteers. Diarrhea did not occur, but the strain had a weak colony forming ability. Studies with control infections have shown that some protective effect was achieved through immunization with multiple doses [Woodward, E. and others, Develop. Biol. Stand. 33.108, (1976)].
Штамм холерного вибриона Эль Тор Огава 3083 также подвергали мутации [Honda, Т. и др., Proc. Nat. Acad. Sci., вып. 76, 2052 (1979]. В результате интенсивного скрининга и анализа тысяч колоний получили один изолят, который продолжал продуцировать иммуногенную B-субъединицу, однако без обнаруживаемой продукции A-субъединицы или голотоксина. Этот единственный изолят, Texas Star-SR, отвечал указанным критериям. Штамм Texas Star-SR продуцирует нормальную или повышенную продукцию B-субъединицы, но обнаруживает отрицательную реакцию в тест-пробах на активность голотоксина или активность A- субъединицы. The strain of cholera vibrio El Tor Ogawa 3083 was also mutated [Honda, T. et al., Proc. Nat. Acad Sci., No. 76, 2052 (1979) As a result of intensive screening and analysis of thousands of colonies, one isolate was obtained that continued to produce an immunogenic B subunit, but without detectable A-subunit production or holotoxin, the only isolate, Texas Star-SR, met the criteria. The Texas Star-SR strain produces normal or increased B-subunit production, but detects a negative reaction in the test samples for holotoxin activity or A-subunit activity.
Широкомасштабные испытания вакцинного штамма Texas Star-SR проводили с участием добровольцев (см., например, Levine М.М. и др. Acute Enteric,ранее (1981). Группы из пяти добровольцев получали по две дозы 109 микроорганизмов, каждую с интервалом в неделю, и еще одна из восемнадцати добровольцев получала по две дозы 2•1010 микрорганизмов, каждую через неделю. Некоторая диарея была отмечена у 16 из 68 человек, получивших вакцину (24%). И только лишь у одного из вакцинированных общий объем стула превысил 1.0 литр (1464 мл). В типичных случаях, вызванная введением вакцины диарея сопровождалась двумя или тремя скудными жидкими стулами, не превышающими 400 мл в суммарном объеме.Large-scale trials of the Texas Star-SR vaccine strain were performed with the participation of volunteers (see, for example, Levine M.M. et al. Acute Enteric, earlier (1981). Groups of five volunteers received two doses of 10 9 microorganisms, each with an interval of a week, and another eighteen volunteers received two doses of 2 • 10 10 microorganisms, each after a week.Some diarrhea was noted in 16 of 68 people who received the vaccine (24%), and only one of the vaccinees exceeded the total stool volume 1.0 liter (1464 ml) In typical cases caused by the administration of the diarrhea vaccine I was accompanied by two or three meager liquid stools, not exceeding 400 ml in total.
Вакцинные микроорганизмы выделяли из совместных прокультур, примерно из половины реципиентов, получавших вакцину. В случае, когда культивировали содержимое тощей кишки (реципиентов, получавших вакцину в дозе 108 и более микроорганизмов), культуры обнаруживали положительную реакцию у 35 из 46 вакцинированных(76%). Сотни мутантных клонов Texas Star, выделенных из совместных прокультур и культур содержимого тощей кишки было проверено на активность субъединичного домена холерного энтеротоксина серологической тест-пробой с использованием адреноцитов и Y-1; ни в одном случае не отмечено сероположительной реакции.Vaccine microorganisms were isolated from collaborative cultures, from about half of the recipients who received the vaccine. In the case when the contents of the jejunum were cultured (recipients receiving the vaccine at a dose of 10 8 or more microorganisms), cultures showed a positive reaction in 35 of the 46 vaccinated (76%). Hundreds of Texas Star mutant clones isolated from co-cultures and jejunum cultures were tested for activity of the cholera enterotoxin subunit domain with a serological test using adrenocytes and Y-1; in no case was a seropositive reaction observed.
Существенное нарастание в сыворотке крови нейтрализующих токсин антител обнаружено только лишь у 29% из получавших вакцину; у 93% вакцинированных отмечено значительное нарастание в сыворотке вибриоцидного антитела и титры их почти приближались к титрам, как и в случае после инфицирования патогенным V.cholerae. A significant increase in serum toxin-neutralizing antibodies was detected in only 29% of those receiving the vaccine; 93% of vaccinees showed a significant increase in the serum of the vibriocidal antibody and their titers were almost close to the titers, as in the case after infection with pathogenic V. cholerae.
В экспериментальных исследованиях с антигенным стимулом, проведенных на добровольцах, мутантный штамм Texas Star-SR, как было установлено, достоверно вызывает иммунную реакцию на антигены вибрионов как Эль-Тор Огава, так и Эль-Тор Инаба. Введение одной или двух доз пероральной вакцины из ослабленного штамма Texas Star-SR обеспечивает хороший защитный иммунитет против холеры, вызываемой вибрионом Эль-Тор. In experimental studies with antigenic stimulus conducted on volunteers, a mutant Texas Star-SR strain was found to reliably elicit an immune response to vibrio antigens from both El Tor Ogawa and El Tor Inaba. The administration of one or two doses of an oral vaccine from an attenuated Texas Star-SR strain provides good protective immunity against cholera caused by El-Tor vibrio.
Ясно, что использование ослабленных штаммов имеет только присущие им преимущества, поскольку такие штаммы обеспечивают имитацию иммунитета после перенесенной инфекции (поствакцинальный иммунитет). Однако, штаммы Texas Star-SR не лишены некоторых недостатков. Во-первых, мутагенез (например, с использованием нитрозогуанидина) вызывает многочисленные мутации, не все из которых обязательно распознаются. Кроме того, точный механизм генетического повреждения, который, как полагают, может быть ответственен за ослабление вирулентности Texas Star-SR, не известен. Кроме того, как и в случае с любым патогеном, претерпевшим мутацию под действием нитрозогуанидина, Texas Star-SR может восстанавливать свою вирулентность. 3. Природные 01-серологически нетипируемые штаммы V. cholerae. It is clear that the use of attenuated strains has only their inherent advantages, since such strains provide an imitation of immunity after infection (post-vaccination immunity). However, Texas Star-SR strains are not without some drawbacks. First, mutagenesis (for example, using nitrosoguanidine) causes numerous mutations, not all of which are necessarily recognized. In addition, the exact mechanism of genetic damage, which is believed to be responsible for attenuating the virulence of Texas Star-SR, is not known. In addition, as with any pathogen mutated by nitrosoguanidine, Texas Star-SR can restore its virulence. 3. Natural 01-serologically untypical strains of V. cholerae.
Холерный вибрион серотипа 01 обычно ответственен за возникновение эпидемической холеры. Холерный вибрион, не принадлежащий к классу серотипа 01 ответственен, главным образом, за спорадические случаи гастроэнтерита и внекишечные инфекционные заболевания. Совсем недавно, однако, в печати появилось сообщение о том, что получено несколько штаммов V. cholerae, выделенных из больных во время вспышки холероподобной инфекции[Ramamurthy и другие. The Lancet, vol. 341, 703-704 (1993), содержание которого целиком приводится в данном описании в качестве ссылки]. Серологические характеристики большого количества клинических штаммов, полученных во время этой недавней эпидемии свидетельствовали о том, что эти штаммы не вызывали ни реакции агглютинации с антисывороткой 01, ни с любым из тестированных моноклональных антител, нарастаемых против фактора A, B или C V. cholerae серогруппы 01. В результате, эти вибрионы были идентифицированы как 01-серологически атипичные. Cholera vibrio serotype 01 is usually responsible for the occurrence of epidemic cholera. Vibrio cholerae not belonging to the serotype 01 class is mainly responsible for sporadic cases of gastroenteritis and extraintestinal infectious diseases. More recently, however, the press reported that several strains of V. cholerae were isolated from patients during an outbreak of cholera infection [Ramamurthy et al. The Lancet, vol. 341, 703-704 (1993), the entire contents of which are incorporated herein by reference]. The serological characteristics of the large number of clinical strains obtained during this recent epidemic indicated that these strains did not elicit an agglutination reaction with antiserum 01, or with any of the tested monoclonal antibodies growing against factor A, B or C of V. cholerae serogroup 01 As a result, these vibrios were identified as 01-serologically atypical.
Кроме того, за исключением только лишь одного 01-серологически нетипируемого штамма в вышеуказанной тест-пробе, все остальные штаммы не серогруппы 01, испытанные во время новой вспышки в эпидемическом очаге нельзя было идентифицировать при типировании на панели из 138 антигенов, созданную для V. cholerae не 01- серогруппы в Японском Национальном Институте Здоровья, что свидетельствует о том, что штамм, ассоциируемый с этой новой вспышкой эпидемии, принадлежит к ранее нераспознаваемому типу, или появившегося недавно, не-01 серогруппы, способному вызывать эпидемическую холеру. In addition, with the exception of only one 01-serologically non-typeable strain in the above test sample, all other non-serogroup 01 strains tested during a new outbreak in the outbreak could not be identified by typing on a panel of 138 antigens created for V. cholerae non-01 serogroups at the Japan National Institute of Health, suggesting that the strain associated with this new outbreak is of a previously unrecognized type, or a recent, non-01 serogroup capable of causing Epidemic cholera.
При анализе методом ДНК-гибридизации, все штаммы, выделенные во время этой эпидемии, скрещивались как с ctx-, так и zot- генноспецифическими зондами, но не отмечено ни одного случая гибридизации с ДНК-зондами, специфичными термоустойчивому энтеротоксину V. cholerae не серогруппы 01 (NAG-ST). Кроме того, продукция холерного энтеротоксина достоверно выявлялась методом твердофазного иммуноферментного анализа. Сообщалось, что количество энтеротоксина, продуцируемого этими новыми штаммами- изолятами, аналогично продукции энтеротоксина в клинических штаммах V.cholerae серогруппы 01. Большинство из этих штаммов, как сообщалось, были резистентны к, например, стрептомицину и фуразолидону, но чувствительны к другим традиционно используемым антибиотикам, в том числе к тетрациклину. Не сообщалось об устойчивости их к ампициллину, или его производным. When analyzed by DNA hybridization, all strains isolated during this epidemic were crossed with both ctx and zot gene-specific probes, but not a single case of hybridization with DNA probes specific to the heat-resistant enterotoxin V. cholerae not serogroup 01 (NAG-ST). In addition, cholera enterotoxin production was reliably detected by enzyme-linked immunosorbent assay. The amount of enterotoxin produced by these new isolate strains was reported to be similar to that of enterotoxin in the clinical strains of V. cholerae serogroup 01. Most of these strains were reported to be resistant to, for example, streptomycin and furazolidone, but were sensitive to other commonly used antibiotics , including tetracycline. Their resistance to ampicillin, or its derivatives, has not been reported.
В другой недавней эпидемии, хотя общее количество случаев заболевания холеры не возросло, широкое разнообразие изолятов V. cholerae, полученных от выявленных больных с холероподобной диареей не относились к 01-серогруппе, и так же как и вышеуказанные штаммы нельзя было идентифицировать тест-пробами и с использованием стандартной панели для типирования. In another recent epidemic, although the total number of cases of cholera did not increase, a wide variety of V. cholerae isolates obtained from identified patients with cholera-like diarrhea did not belong to the 01-serogroup, and like the above strains, it was impossible to identify with test samples and using the standard panel for typing.
Сообщалось еще об одной случае заболевания, вызванного холерным вибрионом не 01-серогруппы, мощной вспышке эпидемической холеры, которая поражала взрослое население [Albert и другие. The Lancet, vol. 341, 704 (1993), содержание которой целиком включено в данное описание в качестве ссылки]. Из мазков, взятых из прямой кишки, как сообщалось в этой публикации, приблизительно 67 процентов изолятов V. cholerae не относилось к 01-серогруппе после стандартной тест-пробы, и не один из них не типирован как V. cholerae серогруппы 01. Another case of a non-01-serogroup cholera vibrio, a powerful outbreak of epidemic cholera that affected an adult population, was reported [Albert et al. The Lancet, vol. 341, 704 (1993), the entire contents of which are incorporated herein by reference]. Of the smears taken from the rectum, as reported in this publication, approximately 67 percent of the V. cholerae isolates did not belong to the 01 serogroup after the standard test, and not one was typed as V. cholerae serogroup 01.
Сообщалось также, что V.cholerae, ответственный за эту вспышку инфекции, напоминает V. cholerae 01 серогруппы, как биохимически, так и по морфологии колоний, но в то же время, как отмечалось, он не вызывает реакции агглютинации на антисыворотку V.cholerae. Штаммы V.cholerae в тест-пробе не обнаруживали реактивности с моноклональными антителами, специфичными к фактору A V.cholerae серогруппы 01. It was also reported that V. cholerae, responsible for this outbreak, resembles V. cholerae 01 serogroups, both biochemically and colony morphology, but at the same time, as noted, it does not cause an agglutination reaction to V. cholerae antiserum. The V. cholerae strains in the test sample did not show reactivity with monoclonal antibodies specific for V. cholerae factor A serogroup 01.
В этой второй эпидемии, о которой сообщалось недавно, все испытанные 01- нетипированные штаммы реагируют положительно на продукции холерного энтеротоксина в реакции агглютинации с Y-1 адреноцитами, и, как отмечено, нейтрализуются кроличьей поликлональной антисывороткой против холерного энтеротоксина. In this second epidemic recently reported, all tested 01-untyped strains respond positively to cholera enterotoxin production in the agglutination reaction with Y-1 adrenocytes, and, as noted, are neutralized by the rabbit polyclonal antiserum against cholera enterotoxin.
Блот-гибридизационный тест с полимеразным усилением с использованием токсин-специфических праймеров холеры не 01-серогруппы, как также описано, вызывал амплификацию последовательности холерного энтеротоксина. A polymerase-amplified blot hybridization test using non-01-serogroup cholera-specific primers, as also described, caused an amplification of the cholera enterotoxin sequence.
Отобранные изоляты были также проанализированы методом перевязки кроличьей подвздошной кишки и, как описано, они вызывали водянистый понос при перепетливании, аналогично, как и в случае, ассоциированном с V. cholerae 01. The selected isolates were also analyzed by rabbit ileum ligation and, as described, they caused watery diarrhea when entangled, similarly to the case associated with V. cholerae 01.
Штамм V. cholerae, выделенный во время этой второй вспышки, как сообщалось, был чувствителен к определенным антибиотикам, включая тетрациклин, но был резистентен к другим вибриостатикам. Такой результат находится в противоречии с предположением о том, что преобладающие в настоящее время штаммы в данной области, большинство из которых являются изолятами, резистенты к тетрациклину. The strain V. cholerae isolated during this second outbreak was reported to be sensitive to certain antibiotics, including tetracycline, but was resistant to other vibriostatic agents. This result is in contradiction with the assumption that the currently prevailing strains in this area, most of which are isolates, are tetracycline resistance.
Вследствие этих вспышек, вызвавших вспышки инфекции V. cholerae не 01-серогруппы в эпидемических очагах, имеется настоятельная потребность в получении вакцин, специфичных для этих микроорганизмов. Кроме того, было бы также желательно получить ассоциированные вакцины, которые эффективны как для 01, так и не -01 серогрупп, особенно для использования в таких регионах, где можно встретить вирулентные штаммы обеих серогрупп V. cholerae. Due to these outbreaks that caused outbreaks of V. cholerae non-01-serogroup infection in epidemic foci, there is an urgent need for vaccines specific to these microorganisms. In addition, it would also be desirable to obtain associated vaccines that are effective for both 01 and non-01 serogroups, especially for use in regions where virulent strains of both V. cholerae serogroups can be found.
Краткое изложение сущности изобретения
На основе предлагаемых новых методов заявители получили и выделили мутанты вирулентного штамма Vibrio cholerae не -01 серогрупп, которые пригодны для использования в качестве вакцины для профилактики от заболевания холерой после введения вирулентного штамма V. cholerae.Summary of the invention
Based on the proposed new methods, the applicants obtained and isolated mutants of the virulent strain of Vibrio cholerae non-01 serogroups, which are suitable for use as a vaccine for the prevention of cholera disease after the introduction of the virulent strain V. cholerae.
Согласно изобретению заявляется авирулентный штамм Vibrio cholerae CVD112 не-01 серогруппы, используемый для вакцинации против холеры. Указанный штамм является штаммом из серогруппы 0139 и имеет генотип, включающий ctxA-, zot ace-, mer, ctxB. Указанный штамм характеризуется тем, что ДНК, кодирующую устойчивость к ртути, и ДНК, кодирующую B-субъединицу холерного энтеротоксина вставляют в сайт гемолизинового гена в хромосоме.According to the invention, the avirulent strain of Vibrio cholerae CVD112 non-01 serogroup is used for vaccination against cholera. The specified strain is a strain from
Указанный штамм депонирован как штамм ATCC 55752 или его производное. Согласно изобретению заявляется также авирулентный штамм Vibrio cholerae CVD112 RM не-01 серогруппы, используемый для вакцинации против холеры. Указанный штамм является штаммом из серогруппы 0139 и имеет генотип, включающий ctxA-, zot- асе-, recA-, mer, ctxB. Указанный штамм характеризуется тем, что ДНК, кодирующую устойчивость к ртути и ДНК, кодирующую B-субъединицу холерного энтеротоксина, вставляют в сайт гемолизинового гена в хромосоме.The specified strain deposited as strain ATCC 55752 or its derivative. The avirulent strain of Vibrio cholerae CVD112 RM non-01 serogroup, used for vaccination against cholera, is also claimed according to the invention. The specified strain is a strain from
В качестве исходного штамма для получения одного мутанта предлагаемого изобретения используют штамм V. cholerae 1837, который относится к 01-серологически атипичному штамму 0139. Заявляемые мутанты содержат делеции в области сердцевины ("ядра", кор-области) энтеротоксина V.cholerae. Эти делеции были получены с использованием эндонуклеаз рестрикции из заново идентифицированной, охарактеризованной и клонированной кор-области в ctx-локусе исходного штамма, хотя можно также использовать другие подходящие методы делеции, известные в данной области. The
Для индуцирования иммуногенности, последовательности, кодирующие B субъединицу холерного энтеротоксина вновь встраивали в вакцинный штамм. Кроме того, в мутантные штаммы были встроены последовательности, кодирующие устойчивость к тяжелым металлам, например ртути, и которые обеспечивают выявление вакцинного штамма без использования потенциально терапевтически антибиотикоустойчивых маркеров. To induce immunogenicity, sequences encoding the B subunit of cholera enterotoxin were reintroduced into the vaccine strain. In addition, sequences encoding resistance to heavy metals, such as mercury, were inserted into the mutant strains and which allow the detection of a vaccine strain without the use of potentially therapeutically antibiotic resistant markers.
01 серологически нетипированные вакцинные штаммы V. cholerae настоящего изобретения, таким образом, были целенаправленно трансформированы с помощью методов рекомбинантных ДНК для устранения их вирулентности, не оказывая воздействия на другие компоненты, необходимые для выработки иммунитета. 01 serologically untyped vaccine strains of V. cholerae of the present invention, thus, were purposefully transformed using recombinant DNA methods to eliminate their virulence, without affecting other components necessary for the production of immunity.
Один авирулентный штамм V.cholerae не 01-серогруппы предлагаемого изобретения является штаммом V. cholerae CVD112 (сер-, zot-, асе-, orfU-, ctxA-, ctxB, mer, HylA-, attRS1-, RS1-). Другой авирулентный штамм V. cholerae не-01 серогруппы является штаммом CVD112RM (сер-, zot-, асе-, orfU-, ctxA-, ctxB, mer, HylA-, recA-, attRS1-, RS1-).One avirulent strain of V. cholerae non-01-serogroup of the present invention is a strain of V. cholerae CVD112 (ser - , zot - , ace - , orfU - , ctxA - , ctxB, mer, HylA - , attRS1 - , RS1 - ). Another avirulent strain of V. cholerae non-01 serogroup is strain CVD112RM (ser - , zot - , ace - , orfU - , ctxA - , ctxB, mer, HylA - , recA - , attRS1 - , RS1 - ).
Проведены исследования по характеристике ctx-локус вирулентного штамма V. cholerae не 01-серогруппы, в результате которых получены новые данные о том, что выделенный штамм содержит две области сердцевины (кор-области) и четыре повторяющихся последовательности (RSl-последовательности). Конструируют плазмиду, в которой есть делеция во всей, или практически во всей кор-области холерного энтеротоксина, но при этом остаются длинные фланкирующие (ограничивающие) повторяющиеся ДНК-последовательности хромосомы V. cholerae в ctx-локусе (то есть сегменте ctx-гена). В результате конъюгативного переноса гена указанной плазмиды в вирулентный V. cholerae не 01-серогруппы с последующей гомологичной рекомбинацией и второго рекомбинационного события получили V. cholerae не 01-серогруппы ДНК-последовательность только лишь с одной кор-областью и один SR1-элемент. Оставшуюся последовательность в кор-области и RSl-элемент затем удаляли с использованием вновь клонированной, а затем делированной 0139 хромосомальной ДНК. Studies were performed on the characterization of the ctx locus of the virulent strain V. cholerae not of the 01 serogroup, which resulted in new data indicating that the isolated strain contains two core regions (core regions) and four repeating sequences (RSl sequences). A plasmid is constructed in which there is a deletion in the entire, or almost the entire core region of the cholera enterotoxin, but at the same time, long flanking (limiting) DNA sequences of the V. cholerae chromosome at the ctx locus (i.e., the segment of the ctx gene) remain. As a result of the conjugative gene transfer of the indicated plasmid into the virulent V. cholerae of the non-01-serogroup with subsequent homologous recombination and the second recombination event, the V. cholerae of the non-01-serogroup received a DNA sequence with only one core region and one SR1 element. The remaining sequence in the core region and the RSl element were then removed using the newly cloned and then deliberated 0139 chromosomal DNA.
Последовательности, кодирующие B субъединицу холерного энтеротоксина и последовательности, кодирующие устойчивость к тяжелым металлам, были затем вновь встроены в хромосому мутанта V. cholerae методом гомологичной рекомбинации. Sequences encoding the B subunit of cholera enterotoxin and sequences encoding resistance to heavy metals were then reintroduced into the chromosome of the V. cholerae mutant by homologous recombination.
01-Нетипированные, нетоксикогенные делеционные мутанты предлагаемого изобретения способны к колонизации тонкой кишки и стимулированию локального защитного иммунитета против внедрения бактериальной клетки. После транзиторного эпизода колонизации, вакцина вызывает защитный иммунитет против последующего заражения вирулентными токсикогенными штаммами V. cholerae не-01 серогруппы. 01-Untyped, non-toxicogenic deletion mutants of the invention are capable of colonizing the small intestine and stimulating local protective immunity against the introduction of a bacterial cell. After a transient episode of colonization, the vaccine induces protective immunity against subsequent infection with virulent toxicogenic strains of V. cholerae non-01 serogroup.
Изобретение также предлагает способы получения авирулентных штаммов V. cholerae не-01 серогруппы, и вакцину, полученную из этих штаммов. The invention also provides methods for producing avirulent strains of V. cholerae non-01 serogroup, and a vaccine obtained from these strains.
В одном аспекте, данное изобретение предлагает способ получения первого авирулентного штамма V. cholerae не 01- серогруппы, содержащего делецию области сердцевины (кор-область - основная часть нуклеосомы) холерного энтеротоксина и RS1- последовательностей, но экспрессирующий B субъединицу холерного энтеротоксина и последовательности, кодирующие продукт, вызывающий устойчивость к тяжелым металлам, который включает стадии:
(а) конструирования первой плазмиды, содержащей ДНК, имеющую область сердцевины холерного энтеротоксина Vibrio cholerae и фланкирующие последовательности, достаточной длины для промотирования распознаваемой in vivo рекомбинации, лигированную с геном, кодирующим первый селектируемый чужеродный маркер, который вызывает устойчивость к избирательному фактору, при этом упомянутая первая плазмида неспособна к внехромосомной ДНК-репликации в V. cholerae;
(b) скрещивания вирулентного штамма Vibrio cholerae не 01-серогруппы с первым микроорганизмом, несущим первую плазмиду;
(с) отбора и выделения Vibrio cholerae, экспрессирующего первый селектируемый маркер;
(d) выращивания V. cholerae, выделенного на стадии (с) при отсутствии указанного избирательного фактора;
(е) скрининга V. cholerae, выращенного на стадии (d), на утрату экспрессии упомянутого первого селектируемого маркера;
(f) конструирования второй плазмиды, содержащей хромосомальные ДНК-последовательности Vibrio cholerae не 01- серогруппы, которые ограничивают локус холерного энтеротоксина, делетилированные (удаленные) из ДНК, содержащей область сердцевины холерного энтеротоксина и RSl-последовательности, лигированную со вторым селектируемым чужеродным маркером, который вызывает устойчивость ко второму избирательному фактору;
(g) скрещивания продукта, скринированного на стадии (е) со вторым микроорганизмом, несущим упомянутую вторую плазмиду; и
(h) отбора Vibrio cholerae, который экспрессирует второй селектируемый маркер;
(i) выращивания селектированного продукта стадии (h) при отсутствии второго избирательного фактора;
(j) скрининга продукта V. cholerae стадии (i) на утрату упомянутого второго селектируемого маркера; и
(k) выделения продукта, скринированного на стадии (j).In one aspect, the invention provides a method for producing a first avirulent strain of V. cholerae non-01-serogroup containing a deletion of the core region (core region is the main part of the nucleosome) of cholera enterotoxin and RS1 sequences, but expressing the B subunit of cholera enterotoxin and sequences encoding heavy metal resistance product, which comprises the steps of:
(a) constructing a first plasmid containing DNA having a core region of the Vibrio cholerae cholera enterotoxin core and flanking sequences of sufficient length to promote recognizable in vivo recombination ligated to the gene encoding the first selectable foreign marker, which causes resistance to the selective factor, wherein the first plasmid is incapable of extrachromosomal DNA replication in V. cholerae;
(b) crossing the virulent strain of Vibrio cholerae non-01-serogroup with the first microorganism carrying the first plasmid;
(c) selecting and isolating Vibrio cholerae expressing a first selectable marker;
(d) growing V. cholerae isolated in step (c) in the absence of said selective factor;
(e) screening for V. cholerae grown in step (d) for loss of expression of said first selectable marker;
(f) constructing a second plasmid containing the chromosomal DNA sequences of Vibrio cholerae non-01-serogroups that limit the cholera enterotoxin locus deleted (deleted) from the DNA containing the region of the cholera enterotoxin core and RSl sequence ligated with a second selectable foreign marker, which causes resistance to the second electoral factor;
(g) crossing the product screened in step (e) with a second microorganism carrying said second plasmid; and
(h) selecting a Vibrio cholerae that expresses a second selectable marker;
(i) growing the selected product of step (h) in the absence of a second selective factor;
(j) screening the V. cholerae product of step (i) for the loss of said second selectable marker; and
(k) isolating the product screened in step (j).
(l) конструирования третьей плазмиды, которая содержит хромосомальные последовательности V. cholerae достаточной длины для промотирования распознаваемой in vivo рекомбинации фланкирующие последовательности B-субъединицы холерного энтеротоксина, достаточные для того, чтобы вызвать иммуногенность и последовательности, кодирующие продукт, вызывающий устойчивость к тяжелым металлам, и лигирована с третьим селектируемым чужеродным маркером, при этом указанная третья плазмида неспособна к внехромосомной ДНК-репликации в V. cholerae;
(m) скрещивания скринированного продукта стадии (j) с третьим микроорганизмом, несущим указанную третью плазмиду;
(n) отбора по фенотипу Vibrio cholerae, который экспрессирует третий селектируемый маркер; и
(o) выделения селектированного продукта стадии (1).(l) constructing a third plasmid that contains enough V. cholerae chromosomal sequences of sufficient length to promote recognizable in vivo recombination, flanking sequences of the cholera enterotoxin B subunit sufficient to induce immunogenicity and sequences encoding a heavy metal resistance product, and ligated with a third selectable foreign marker, wherein said third plasmid is incapable of extrachromosomal DNA replication in V. cholerae;
(m) crossing the screened product of step (j) with a third microorganism carrying said third plasmid;
(n) selection according to the phenotype of Vibrio cholerae, which expresses a third selectable marker; and
(o) isolating the selected product of step (1).
Указанный способ получения авирулентного штамма V. cholerae не-01 серогруппы характеризуется тем, что упомянутый вирулентный штамм Vibrio cholerae не-01 серогруппы является штаммом V. cholerae 1837, который относится к 01-серологически атипичному штамму 0139. Согласно изобретению, указанный выделенный отобранный продукт на стадии (o) является штаммом
V. cholerae CVD112.The specified method for producing an avirulent strain of V. cholerae non-01 serogroup is characterized in that said virulent strain of Vibrio cholerae non-01 serogroup is a
V. cholerae CVD112.
V. cholerae не 01-серогруппы, полученный в соответствии с указанным способом, представляет собой продукт с делецией всей области сердцевины холерного энтеротоксина и RS1-последовательности в ctx-локусе, но экспрессирует последовательности B субъединицы холерного энтеротоксина, достаточные чтобы вызвать иммуногенность, и последовательности, которые вызывают устойчивость к тяжелым металлам. V. cholerae non-01-serogroup, obtained in accordance with the specified method, is a product with a deletion of the entire core region of the cholera enterotoxin and RS1 sequence at the ctx locus, but expresses sequences of the B subunit of the cholera enterotoxin sufficient to cause immunogenicity, and sequences which cause resistance to heavy metals.
В другом аспекте, данное изобретение предлагает второй авирулентный V. cholerae не 01-серогруппы, который содержит делецию кор-области холерного энтеротоксина и RS1- последовательности V. cholerae не 01-серогруппы, но экспрессирует повторно вставленные последовательности B субъединицы холерного энтеротоксина, достаточные, чтобы вызвать иммуногенность, и последовательности, кодирующие продукт, вызывающий устойчивость к тяжелым металлам. Указанный мутант V. cholerae не 01-серогруппы предлагаемого изобретения представляет собой штамм минус-фенотипа, который дополнительно содержит делецию, в которой продукт recA- локуса инактивирован или утрачен (отсутствует). Предлагаемый способ включает стадии:
(а) конструирования первой плазмиды, содержащей ДНК, имеющую область сердцевины холерного энтеротоксина Vibrio cholerae и фланкирующие последовательности достаточной длины для промотирования распознаваемой in vivo рекомбинации, лигированную с геном, кодирующим первый селектируемый чужеродный маркер, который вызывает устойчивость к избирательному фактору, при этом указанная первая плазмида неспособна к внехромосомной ДНК-репликации в V. cholerae;
(b) скрещивания вирулентного штамма Vibrio cholerae не 01-серогруппы с первым микроорганизмом, несущим первую плазмиду;
(с) отбора по фенотипу и выделения Vibrio cholerae, экспрессирующего первый селектируемый маркер;
(d) выращивания V. cholerae, выделенного в стадии (с) при отсутствии указанного избирательного фактора;
(е) скрининга V. cholerae, выращенного в стадии (d), на утрату экспрессии указанного первого селектируемого маркера;
(f) конструирования второй плазмиды, содержащей хромосомальные последовательности Vibrio cholerae не 01-серогруппы, которые ограничивают локус холерного энтеротоксина, удаленные из ДНК, содержащей область сердцевины холерного энтеротоксина и RS1 - последовательности, лигированную со вторым селектируемым чужеродным маркером, который вызывает устойчивость ко второму избирательному фактору;
(g) скрещивания продукта, скринированного на стадии (е) со вторым микроорганизмом, несущим упомянутую вторую плазмиду; и
(h) отбора по фенотипу Vibrio cholerae, который экспрессирует второй селектируемый маркер;
(i) выращивания селектированного продукта стадии (h) при отсутствии второго избирательного фактора;
(j) скрининга продукта V.cholerae стадии (i) на утрату указанного второго селектируемого маркера; и
(k) выделения продукта, скринированного в стадии (j).In another aspect, the invention provides a second avirulent V. cholerae non-01 serogroup, which contains a deletion of the core region of the cholera enterotoxin and RS1 sequences of V. cholerae non-01 serogroup, but expresses re-inserted cholera enterotoxin subunit B sequences sufficient to induce immunogenicity, and sequences encoding a product that induces resistance to heavy metals. The said V. cholerae non-01-serogroup mutant of the present invention is a negative phenotype strain that further comprises a deletion in which the recA locus product is inactivated or lost (absent). The proposed method includes the steps of:
(a) constructing a first plasmid containing DNA having a Vibrio cholerae cholera enterotoxin core region and flanking sequences of sufficient length to promote recognition of in vivo recombination ligated to a gene encoding a first selectable foreign marker that induces resistance to a selective factor, wherein said first the plasmid is incapable of extrachromosomal DNA replication in V. cholerae;
(b) crossing the virulent strain of Vibrio cholerae non-01-serogroup with the first microorganism carrying the first plasmid;
(c) phenotype selection and isolation of Vibrio cholerae expressing the first selectable marker;
(d) growing V. cholerae isolated in step (c) in the absence of said selective factor;
(e) screening for V. cholerae grown in step (d) for loss of expression of said first selectable marker;
(f) constructing a second plasmid containing Vibrio cholerae non-01-serogroup chromosomal sequences that limit the cholera enterotoxin locus deleted from DNA containing the core region of the cholera enterotoxin and RS1 sequence ligated with a second selectable foreign marker that causes resistance to the second selective factor;
(g) crossing the product screened in step (e) with a second microorganism carrying said second plasmid; and
(h) selection according to the phenotype of Vibrio cholerae, which expresses a second breeding marker;
(i) growing the selected product of step (h) in the absence of a second selective factor;
(j) screening the V. cholerae product of step (i) for the loss of said second selectable marker; and
(k) isolating the product screened in step (j).
(l) конструирования третьей плазмиды, которая содержит хромосомальные последовательности V. cholerae достаточной длины для промотирования распознаваемой in vivo рекомбинации, которые ограничивают последовательности B-субъединицы холерного энтеротоксина, достаточные, чтобы вызвать иммуногенность, и последовательности, кодирующие продукт, вызывающий устойчивость к тяжелым металлам, и лигирована с третьим селектируемым чужеродным маркером, при этом указанная третья плазмида неспособна к внехромосомной ДНК-репликации в V. cholerae;
(m) скрещивания скринированного продукта стадии (j) с третьим микроорганизмом, несущим указанную третью плазмиду;
(n) отбора Vibrio cholerae, который экспрессирует третий селектируемый маркер;
(о) выделения селектированного продукта стадии (n);
(р) конструирования четвертой плазмиды, содержащей хромосомальные последовательности V.cholerae достаточной длины для промотирования распознаваемой рекомбинации в recA-локусе, фланкирующие последовательности с делецией в локусе recA гена для инактивирования продукта экспрессии rec A гена, и лигированную с четвертым селектируемым маркером, при этом указанная четвертая плазмида неспособна к внехромосомной ДНК- репликации в V. cholerae;
(q) скрещивания скринированного продукта на стадии (о) с четвертым микроорганизмом, несущим указанную третью плазмиду;
(r) отбора по Vibrio cholerae, который экспрессирует третий селектируемый маркер; и
(s) выделения селектированного продукта на стадии (r).(l) constructing a third plasmid that contains V. cholerae chromosomal sequences of sufficient length to promote recognizable in vivo recombination that limits the cholera toxin B subunit sequences sufficient to induce immunogenicity, and sequences encoding a heavy metal resistance product, and ligated with a third selectable foreign marker, wherein said third plasmid is incapable of extrachromosomal DNA replication in V. cholerae;
(m) crossing the screened product of step (j) with a third microorganism carrying said third plasmid;
(n) selecting a Vibrio cholerae that expresses a third selectable marker;
(o) isolating the selected product of step (n);
(p) constructing a fourth plasmid containing V. cholerae chromosomal sequences of sufficient length to promote recognizable recombination at the recA locus, flanking sequences with a deletion at the recA gene locus to inactivate the rec A gene expression product, and ligated with a fourth selectable marker, wherein the fourth plasmid is incapable of extrachromosomal DNA replication in V. cholerae;
(q) crossing the screened product in step (o) with a fourth microorganism carrying the third plasmid;
(r) selection by Vibrio cholerae, which expresses a third selectable marker; and
(s) isolating the selected product in step (r).
Делеционные мутанты Vibrio cholerae предлагаемого изобретения можно использовать в качестве вакцин для выработки защитного иммунитета против холеры, возбудителем которой является V.cholerae не 01-серогруппы, а также в методах, при создании противохолерных вакцин. The deletion mutants Vibrio cholerae of the present invention can be used as vaccines to develop protective immunity against cholera, the causative agent of which is V. cholerae not 01-serogroup, as well as in methods for creating cholera vaccines.
Один штамм Vibrio cholerae предлагаемого изобретения, обозначенный как CVD112, вызывает достоверный поствакцинальный иммунитет у человека при последующем воздействии похожего штамма не 01-серогруппы. Другой штамм Vibrio cholerae предлагаемого изобретения, обозначенный как культура CVD112 RM, может вызывать существенный поствакцинальный иммунитет у человека, в условиях прививки похожего штамма не-01 серогруппы, и также неспособен к recA-опосредованной гомологичной рекомбинации. One strain of Vibrio cholerae of the invention, designated as CVD112, induces reliable post-vaccination immunity in humans upon subsequent exposure to a similar strain of non-01-serogroup. Another strain of Vibrio cholerae of the invention, designated as a culture of CVD112 RM, can induce significant post-vaccination immunity in humans when a similar strain of non-01 serogroup is vaccinated, and is also incapable of recA-mediated homologous recombination.
Изобретением также является вакцина для защиты от заболевания холерой при воздействии Vibrio cholerae не-01 серогруппы, которая, согласно изобретению, содержит авирулентный штамм CVD112 или CVD112 RM не-01 серогруппы. The invention is also a vaccine for protection against cholera disease when exposed to Vibrio cholerae non-01 serogroup, which, according to the invention, contains the avirulent strain CVD112 or CVD112 RM non-01 serogroup.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1. Штамм V. cholerae N 16961 (pJBK55) (Apr)
Фиг. 2. Методика перекрестного связывания и конъюгативного переноса гена для конструирования V. cholerae JBK56.Brief Description of the Drawings
FIG. 1. Strain V. cholerae N 16961 (pJBK55) (Ap r )
FIG. 2. Methods of cross-linking and conjugative gene transfer for the construction of V. cholerae JBK56.
Фиг. 3. V. cholerae JBK56. FIG. 3. V. cholerae JBK56.
Фиг. 4. Схема конструирования JBK21. FIG. 4. Design diagram of the JBK21.
Фиг. 5. Схема конструирования pJBK54. FIG. 5. Design scheme pJBK54.
Фиг. 6. Схема конструирования V. cholerae JBK56. FIG. 6. Design scheme V. cholerae JBK56.
Фиг. 7. Рекомбинация in vivo путем перекрестного связывания и элиминацией ctx-гена. FIG. 7. In vivo recombination by cross-linking and elimination of the ctx gene.
Фиг. 8. Схема конструирования pJBK51. FIG. 8. Design scheme pJBK51.
Фиг. 9. Схема конструирования pCVD14 и pCVD15. FIG. 9. Design scheme pCVD14 and pCVD15.
Фиг. 10. Схема конструирования pJBK108. FIG. 10. Design scheme pJBK108.
Фиг. 11. Схема конструирования pJBK107. FIG. 11. Design scheme pJBK107.
Фиг. 12. ДНК-последовательности и соответствующие аминокислотные последовательности (верхняя часть) сайтов рестрикции XbaI и ClaI, определяющих концы вырезанного XbaI-ClaI фрагмента (длиной 550 п.о.) A-субъединицы в серотипе Огава 395, и для (нижней части) зону сочленения в CVD101 после делеции этого фрагмента и вставки XbaI линкера. FIG. 12. DNA sequences and corresponding amino acid sequences (upper part) of the XbaI and ClaI restriction sites that define the ends of the excised XbaI-ClaI fragment (550 bp in length) of the A subunit in
Фиг. 13 (A и B). Влияние культурального надосадка V.cholerae на перевязку подвздошной кишки (Isc) и тканевую ионную проводимость (Gt). Показатели даны по 6 животным в каждой точке в зависимости от времени; скобки - стандартная погрешность 1A, Влияние надосадков V.cholerae 395 на Isc (сплошная линия) и Gt (пунктирные линии). B, Влияние культуральных надосадков V. cholerae 395 (сплошная линия), CVD101 (длинная пунктирная линия) и 395N1 (линия точками) на Gt. Среда, используемая в качестве контроля (короткая пунктирная линия) включает культуральную среду с неинфицированными клетками. FIG. 13 (A and B). Effect of V. cholerae culture supernatant on ileum ligation (Isc) and tissue ionic conductivity (Gt). The indicators are given for 6 animals at each point depending on time; brackets - standard error 1A, Effect of
Фиг. 14. Количественные характеристики вариабельности зоны плотного контакта ZO в тканях под воздействием культуральных надосадков или бульонной культуры в качестве контроля. FIG. 14. Quantitative characteristics of the variability of the zone of tight contact ZO in tissues under the influence of culture supernatants or broth culture as a control.
Фиг. 15. Реверсия вариаций Gt, индуцируемых культуральным надосадком V. cholerae 395. Культуральные надосадки V. cholerae (треугольники) и неинфицированную клеточную среду (квадраты) добавляли и удаляли во время, обозначенное стрелками. FIG. 15. Reversal of Gt variations induced by V.
Фиг. 16. (A, B, C и D) Схема конструирования CVD109. Zot и ctx-гены сцеплены друг с другом на хромосоме V. cholerae и находятся в области хромосомы V. cholerae, которая содержит множественные повторы ДНК-фрагмента длиной 2700 п. о. , названную элементом RSI (повторяющаяся последовательность). RSl-элементы находятся на обеих сторонах zot и ctx-генов в вирулентном штамме V. cholerae E7946 (биотипа Эль Тор, серотипа Огава). Zot и ctz-гены изображены на фигуре большой незаштрихованной или заштрихованной стрелкой. RS1- последовательности изображены на фигуре более маленькой сплошной стрелкой. FIG. 16. (A, B, C and D) CVD109 design diagram. Zot and ctx genes are linked to each other on the V. cholerae chromosome and are located in the V. cholerae chromosome region, which contains multiple repeats of the 2700 bp DNA fragment. called an RSI element (repeating sequence). RSl elements are located on both sides of the zot and ctx genes in the virulent strain V. cholerae E7946 (El Tor biotype, Ogawa serotype). Zot and ctz genes are depicted in the figure by a large unshaded or shaded arrow. RS1 sequences are depicted in the figure by a smaller solid arrow.
Фиг. 17 (A и B). Последовательность ДНК zot-гена зоны плотного контакта (zonula occludens) энтеротоксина, начиная от 1 до 1428 нуклеотида. Заглавные буквы сверху последовательности ДНК свидетельствуют о предсказуемой аминокислотной последовательности ZOT-белка, кодируемого zot-геном. FIG. 17 (A and B). Enterotoxin enterotoxin zot gene DNA sequence of the tight contact zone (zonula occludens), ranging from 1 to 1428 nucleotides. Capital letters on top of the DNA sequence indicate the predicted amino acid sequence of the ZOT protein encoded by the zot gene.
Фиг. 18. Схема конструирования плазмиды pCVD621 и плазмиды pCVD622.2B. FIG. 18. Scheme for the construction of plasmids pCVD621 and plasmids pCVD622.2B.
Фиг. 19 (A, B, C и D). Схема конструирования CVD110. FIG. 19 (A, B, C and D). CVD110 Design Diagram.
На фигурах сокращения, используемых для сайтов рестрикциии имеют следующие значения:
A = Сайт эндонуклеазы рестрикции AccI
B = Сайт эндонуклеазы рестрикции BgIII
C = Сайт эндонуклеазы рестрикции ClaI
E = Сайт эндонуклеазы рестрикции EcoRI
H = Сайт эндонуклеазы рестрикции HindIII
P = Сайт эндонуклеазы рестрикции PstI
S = Сайт эндонуклеазы рестрикции SalI
X = Сайт эндонуклеазы рестрикции XbaI
K = Сайт эндонуклеазы рестрикции KpnI
Другие сокращения на фигурах или в любом месте описания имеют следующие значения:
Ap = ген устойчивости к ампициллину
Apr = фенотип устойчивости к ампициллину,
Aps Фенотип, чувствительный к ампициллину
Chrom = Хромосома
Cm = ген устойчивости к хлорамфениколу
CT = холерный энтеротоксин
ctx = ген холерного энтеротоксина (холероген)
CTA = A субъединица холерного энтеротоксина
ctxA = ген A субъединицы холерного энтеротоксина
CTB = B субъединица холерного энтеротоксина
cCxB = ген B субъединицы холерного энтеротоксина
hylA = гемолизиновый ген
kb = тысяча пар оснований
mer = ген устойчивости к ртути
p = Плазмида
Su = сульфонамид
Sur = фенотип устойчивости к сульфонамиду
Tc = тетрациклин
Tcs = фенотип, чувствительный к тетрациклину
Tp = Триметоприн
zot = ген зоны плотного контакта (zonula occludens) холерного энтеротоксина
асе = ген вспомогательного белка в локусе холерного энтеротоксина
сер = потенциал кодирующей последовательности для предполагаемого, хотя еще не оформленного, кодируемого ядра.The abbreviation figures used for restriction sites have the following meanings:
A = AccI restriction endonuclease site
B = BgIII restriction endonuclease site
C = ClaI restriction endonuclease site
E = EcoRI restriction endonuclease site
H = HindIII restriction endonuclease site
P = PstI restriction endonuclease site
S = SalI restriction endonuclease site
X = XbaI restriction endonuclease site
K = KpnI restriction endonuclease site
Other abbreviations in the figures or anywhere in the description have the following meanings:
Ap = ampicillin resistance gene
Ap r = phenotype of ampicillin resistance,
Ap s Ampicillin-sensitive phenotype
Chrom = Chromosome
Cm = chloramphenicol resistance gene
CT = cholera enterotoxin
ctx = cholera enterotoxin gene (cholerogen)
CTA = A cholera enterotoxin subunit
ctxA = A cholera toxin subunit gene A
CTB = B subunit of cholera enterotoxin
cCxB = gene B subunit of cholera enterotoxin
hylA = hemolysin gene
kb = thousand base pairs
mer = mercury resistance gene
p = Plasmid
Su = sulfonamide
Su r = sulfonamide resistance phenotype
Tc = tetracycline
Tc s = tetracycline sensitive phenotype
Tp = Trimethoprine
zot = gene of the zone of tight contact (zonula occludens) of cholera enterotoxin
ACE = auxiliary protein gene at the cholera enterotoxin locus
ser = potential of the coding sequence for the proposed, although not yet designed, encoded core.
Фиг. 20. Карта, демонстрирующая относительные положения ctx-, zot- и ace-генов, OrfU и фланкирующие последовательности RS1-элементов (RS1 показаны большими стрелками). Два блока с вертикальными полосами соответствуют двум открытым рамкам считывания, в которых первоначально локализована ACE-активность. В настоящее время считают, ACE-активность локализуется относительно открытой рамки считывания у локуса zot-гена. На фигуре показан фрагмент в составе плазмиды pCVD630. FIG. 20. A map showing the relative positions of the ctx, zot, and ace genes, OrfU, and flanking sequences of RS1 elements (RS1 are shown by large arrows). Two blocks with vertical stripes correspond to two open reading frames in which ACE activity is initially localized. Currently, ACE activity is believed to be localized relative to the open reading frame at the zot gene locus. The figure shows a fragment of the plasmid pCVD630.
Фиг. 21(A и B). Активность штаммов CVD110 и CVD110 V.cholerae, содержащих плазмиду pCVD630, измеренная в камере Ussing. Панель на фиг. 21A слева показывает изменения, индуцируемые в коротком потоке кругооборота (ISC), а панель на фиг. 21B справа показывает изменения разности потенциала (PD). FIG. 21 (A and B). Activity of V. cholerae CVD110 and CVD110 strains containing plasmid pCVD630, measured in the Ussing chamber. The panel in FIG. 21A on the left shows the changes induced in the short circuit flow (ISC), and the panel in FIG. 21B on the right shows changes in potential difference (PD).
Фиг. 22. Последовательность ДНК длиной 2.9 т.п.о. EcoRV- фрагмента, содержащая ACE-активность (GATATC в начале и конце последовательности является сайт рестрикции EcoRV). Показана полная последовательность длиной 395 аминокислотных остатков штамма классического биотипа (SEQ ID N: 1). Ниже этой показана вставка в этом участке из штамма Е7946 Эль Top (SEQ ID N: 4)- показаны только те аминокислотные остатки Е7946, которые отличаются от последовательности 395. В случае идентичности этой последовательности для двух штаммов, показана только последовательность 395. (Пунктирные линии в остатках 236-239 свидетельствуют о том, что штамм E7946 содержит AGT-вставку, которая отсутствует в последовательности 395). Над строкой первичной ДНК-структуры показана аминокислотная последовательность (в виде только лишь одной прописной буквы), предсказанная на основе последовательности 395. Два сайта трансляции ORFs; классический 395 OrfU содержит фрагмент аминокислотных остатков с 1034 по 2218 (SEQ ID N: 3); классический 395 асе содержит фрагмент аминокислотных остатков с 2221 по 2508 (SEQ ID N: 2); Эль Top OrfU включает фрагмент от 1037 по 2221 (SEQ ID N: 6); и, Эль Top асе содержит фрагмент остатков от 2224 по 2511 (SEQ ID N: 5). FIG. 22. A DNA sequence of 2.9 kbp length EcoRV fragment containing ACE activity (GATATC at the beginning and end of the sequence is the EcoRV restriction site). The complete sequence of 395 amino acid residues of a classic biotype strain is shown (SEQ ID N: 1). Below this is shown the insert in this region from El Top strain E7946 (SEQ ID N: 4) - only those amino acid residues of E7946 are shown which differ from
Фиг. 23. Иллюстрирует расположение локуса холерного энтеротоксина в хромосоме штамма 1837 V. cholerae не -01 серогруппы. FIG. 23. Illustrates the location of the locus of cholera enterotoxin in the chromosome of
Фиг. 24. Иллюстрирует расположение локуса токсина холеры V. cholerae штамма 1837 (первая строка), штамма 1837.1 (вторая строка), штамма 1837.2 (третья строка) и штамма CVD112 (четвертая строка). FIG. 24. Illustrates the location of the cholera toxin locus of V. cholerae strain 1837 (first line), strain 1837.1 (second line), strain 1837.2 (third line) and strain CVD112 (fourth line).
Фиг. 25. Иллюстрирует плазмиды pLC13, pLC14, pLC15 и pLC16. FIG. 25. Illustrates plasmids pLC13, pLC14, pLC15, and pLC16.
Фиг. 26. Схема вставки последовательностей, кодирующих B субъединицу холерного энтеротоксина и последовательности, кодирующие устойчивость к ртути в ядро хромосомы в hylA-локусе штамма 1837.2 V. cholerae 0139. FIG. 26. Scheme for inserting sequences encoding the B subunit of cholera enterotoxin and sequences encoding resistance to mercury in the nucleus of the chromosome in the hylA locus of
Фиг. 27. Иллюстрирует рекомбинацию, которая имеет место в гесA-локусе V. cholerae в поколении штамма CVD112RN. FIG. 27. Illustrates the recombination that takes place at the A. cholerae gAA locus in the generation of strain CVD112RN.
Фиг. 28 (A, B, C и D). Анализ на проницаемость с использованием зародышевого агглютинина пшеницы - пероксидазы хрена (WGA-HRP), измеренную на кроличьем гомогенате подвздошной кишки в условиях воздействия культуральным надосадком различных штаммов V. cholerae. A, контрольная среда; B, штамм V. cholerae 395: С, штамм V. cholerae 395N1; D, штамм V. cholerae CVD101. FIG. 28 (A, B, C and D). Permeability analysis using wheat germ agglutinin - horseradish peroxidase (WGA-HRP), measured on rabbit ileum homogenate under exposure to culture supernatant of various V. cholerae strains. A, control medium; B, strain V. cholerae 395: C, strain V. cholerae 395N1; D, strain V. cholerae CVD101.
Фиг. 29 (A и B). Исследование замороженной фракции из ткани подвздошной кишки кролика в условиях воздействия культуральным надосадком V.cholerae: A, интактный ZO с многочисленными пересечениями (клинообразными) между М-нитями, microvilli. B, поврежденный ZO из ткани подвздошной кишки в условиях воздействия штамма V. cholerae 395; структура ретикулина, по-видимому, упрощается за счет довольно значительного снижения частоты пересечений нитей. FIG. 29 (A and B). The study of the frozen fraction from rabbit ileum tissue under the influence of the culture supernatant V. cholerae: A, intact ZO with numerous intersections (wedge-shaped) between M-threads, microvilli. B, damaged ZO from the ileum tissue under exposure to strain
Подробное раскрытие сущности изобретения
Настоящее изобретение заявляет штаммы V.cholerae, способ их получения и методы их использования. Заявляемые штаммы Vibrio cholerae, пригодные для использования в качестве вакцинных штаммов, целенаправлено трансформированы технологией рекомбинантных ДНК, для получения авирулентного штамма без существенного воздействия на другие клеточные компоненты, необходимые для обеспечения защитного иммунитета. Это ослабление было достигнуто за счет гидролиза рестриктазами плазмид, несущих соответствующие последовательности V. cholerae, со специфической полной делецией локуса генов, кодирующих холерный энтеротоксин, или его части. Конъюгативный перенос гена указанных плазмид, несущих делированные гены холерного энтеротоксина в вирулентные клетки-хозяина V. cholerae осуществляется путем генетического отбора in vivo рекомбинантов, привел к получению авирулентных штаммов, не содержащих полностью, или содержащих частично холероген. Следует понимать, что методы настоящего изобретения подходят для выделения других делеционных мутантов вирулентного V. cholerae, или для выделения штаммов, содержащих полностью или частично делетированные последовательности, которые затем повторно вставляют в клеточное ядро V. cholerae.Detailed disclosure of the invention
The present invention claims V. cholerae strains, a method for their preparation and methods for their use. The inventive strains of Vibrio cholerae, suitable for use as vaccine strains, are purposefully transformed by recombinant DNA technology to obtain an avirulent strain without significant effects on other cellular components necessary to provide protective immunity. This attenuation was achieved by restriction enzyme digestion of plasmids carrying the corresponding V. cholerae sequences, with a specific complete deletion of the locus of the genes encoding the cholera enterotoxin, or a part thereof. Conjugative gene transfer of these plasmids carrying the deliberate cholera enterotoxin genes into virulent host cells of V. cholerae is carried out by genetic selection of in vivo recombinants, resulting in avirulent strains that are not completely or partially containing cholerogen. It should be understood that the methods of the present invention are suitable for the isolation of other deletion mutants of the virulent V. cholerae, or for the isolation of strains containing fully or partially deleted sequences, which are then reinserted into the V. cholerae cell nucleus.
В качестве исходного материала для получения вакцин использовали вирулентный штамм Vibrio cholerae N 16961 серогруппы 01. Штамм N 16961, как продемонстрировано, вызывает как типичную симптоматику энтероинфекции, так и мощный защитный иммунитет против последующего заражения [Levine, М.М. и другие. Acute enteric, см. ранее, 1981]. Область хромосомы бактериальной клетки, которая как установлено, ответственна за продуцирование холерного энтеротоксина, клонировали в плазмиду pBR325, после скрининга гидролизата HindIII ДНК V. cholerae с использованием термоустойчивого зонда Е. Coli к гену энтеротоксина [Kaper и другие, Amer. Soc., см. ранее; Kaper и другие, Symposium, см. ранее]. Установлено, что хромосомальный фрагмент HindIII холерного вибриона содержит все гены, необходимые для продуцирования холерогена. Впоследствии этот участок хромосомальной ДНК был проанализирован и проведено картирование локуса генов энтеротоксина [Kaper, J.B. и другие. Lancet II, 1162 (1981)]. Для вырезки ДНК-фрагментов, содержащих эти гены, использовали рестриктирующие ферменты, а вставку фрагмента ДНК, кодирующего селектируемый маркер (например, устойчивость к ампициллину) осуществляли лигированием (сшиванием). Затем осуществляли клонирование гена устойчивости к ампициллину с фланкирующими последовательностями ДНК вибриона в производное плазмиды pRK290, которое можно использовать для переноса ДНК из Е. Coli в V. cholerae. Полученную плазмиду pJBK55 переносили из E.Coli К-12 в штамм V. cholerae N 16961 методом конъюгации. Virulent strain Vibrio cholerae N 16961 of serogroup 01 was used as a starting material for vaccines. Strain N 16961, as shown, causes both typical symptoms of enteroinfection and powerful protective immunity against subsequent infection [Levine, M.M. and others. Acute enteric, see earlier, 1981]. The chromosome region of the bacterial cell, which is found to be responsible for the production of cholera enterotoxin, was cloned into plasmid pBR325, after screening the V. cholerae HindIII DNA hydrolyzate using a heat-resistant E. Coli probe for the enterotoxin gene [Kaper et al., Amer. Soc., See previously; Kaper and others, Symposium, see earlier]. It was established that the chromosomal fragment of the HindIII cholera vibrio contains all the genes necessary for the production of cholerogen. Subsequently, this region of chromosomal DNA was analyzed and the locus of the enterotoxin gene was mapped [Kaper, J.B. and others. Lancet II, 1162 (1981)]. Restriction enzymes were used to excise DNA fragments containing these genes, and the insertion of a DNA fragment encoding a selectable marker (for example, ampicillin resistance) was performed by ligation (crosslinking). Then, the ampicillin resistance gene with the flanking DNA sequences of vibrio was cloned into a derivative of plasmid pRK290, which can be used to transfer DNA from E. Coli to V. cholerae. The resulting plasmid pJBK55 was transferred from E. Coli K-12 to strain V. cholerae N 16961 by conjugation.
Полученный штамм V. cholerae N 16961 (pJBK55) (Apr) содержал область, имеющую в хромосоме неповрежденный холероген а, во внехромосомальном состоянии плазмиду, содержащую эту же самую область с делетированными генами энтеротоксина и замененными на гены, кодирующие устойчивость к ампициллину (См. фиг. 1). При низкой частоте повторения, возможно при 106 до 108, идентичные области, ограничивающие хромосомальные гены холерного энтеротоксина и внехромосомальный (плазмидный) ген устойчивости к ампициллину, обычно либо совершают обмен, либо "перекрестную рекомбинацию", или претерпевают рекомбинацию in vivo так, что в области ДНК, содержащей ген устойчивости, происходит замена на ген энтеротоксина на хромосоме (фиг. 2). Это редкий результат отбирают путем тест-пробы смеси мутированных и немутированных клеток по фенотипу клеток, которые способны выступать в качестве хозяина на внедрение чужеродной плазмиды [Ruvkun, G.B. и другие. Nature, 289, 85 (1981)]. Плазмиды подразделяются на группы A-W, элементы которых не могут стабильно сосуществовать друг с другом. Например, плазмида группы несовместимости P не может стабильно удерживаться в той же самой клетке в качестве другой плазмиды группы P (Inc Р). Таким образом, Inc P-плазмиды, например как R702, которые ответственны за устойчивость к сульфонамиду, не могут сохраняться в клетке, которая имеет другую Inc P-плазмиду, например PRK 290, pJBK45, или pJBK55. Поэтому, плазмида R702 может сохраняться стабильно в штамме, ген устойчивости к ампициллину которого рекомбинирован в хромосому, а не в штамме, где Inc P-плазмида (например, pJBK55) реплицируется внехромосомально. При скрещивании штамма Е. Coli, содержащего Inc P-R702 плазмиду (сульфомидоустойчивую) и плазмиду pJBK55 V. cholerae (ампициллиноустойчивую) и проведении отбора на V. cholerae, которые являются устойчивыми как к ампициллину, так и сульфонамиду, выделяют клеточные колонии, в которых устойчивость к сульфонамиду обеспечивается вне хромосомы плазмидой р702, а к ампициллину достигается внехромосомально через замену холерогена на гена устойчивости к ампициллину (фиг. 3).The obtained strain V. cholerae N 16961 (pJBK55) (Ap r ) contained a region with an intact chromosome in the extrachromosomal plasmid containing the same region with deleted genes for enterotoxin and replaced with genes encoding ampicillin resistance (See Fig. 1). At a low repetition rate, possibly at 10 6 to 10 8 , identical regions that confine the chromosomal cholera enterotoxin genes and the extrachromosomal (plasmid) ampicillin resistance gene usually either exchange or cross-recombine, or undergo in vivo recombination such that in the DNA region containing the resistance gene, there is a replacement for the enterotoxin gene on the chromosome (Fig. 2). This rare result is selected by a test sample of a mixture of mutated and non-mutated cells according to the phenotype of cells that are able to act as a host for the introduction of a foreign plasmid [Ruvkun, GB and others. Nature, 289, 85 (1981)]. Plasmids are divided into AW groups, the elements of which cannot stably coexist with each other. For example, a plasmid of incompatibility group P cannot be stably retained in the same cell as another plasmid of group P (Inc P). Thus, Inc P plasmids, such as R702, which are responsible for sulfonamide resistance, cannot be stored in a cell that has another Inc P plasmid, such as
Один такой штамм, обозначенный как V. cholerae JBK56 выделяли и при испытании его в качестве продуцента энтеротоксина было обнаружено, что он авирулентен. One such strain designated V. cholerae JBK56 was isolated and, when tested as a producer of enterotoxin, it was found to be avirulent.
Конечный продукт вакцинного штамма, JBK70, производили путем замены гена устойчивости к ампициллину, терапевтически используемого антибиотика, на ген устойчивости к ртути. Эту замену осуществляли путем клонирования гена устойчивости к ртути непосредственно в локус гена ампициллиноустойчивости плазмиды pZBK55, что приводит к инактивации гена устойчивости к ампициллину и вызывается устойчивость к ртути. Полученная плазмида, pJBK66 была также несовместима с R702 и была перенесена в плазмиду pJBK56 V. cholerae. The final product of the vaccine strain, JBK70, was produced by replacing the ampicillin resistance gene, the therapeutically used antibiotic, with the mercury resistance gene. This replacement was carried out by cloning the mercury resistance gene directly to the locus of the ampicillin resistance gene of plasmid pZBK55, which leads to the inactivation of the ampicillin resistance gene and mercury resistance. The resulting plasmid, pJBK66 was also incompatible with R702 and was transferred to the plasmid pJBK56 V. cholerae.
Затем отбирали мутант, в котором ген устойчивости к ртути был рекомбинирован в хромосому, с использованием Inc P плазмиды R702 и, выбирая V. cholerae, которые были чувствительны к ампициллину и устойчивы к ртути и сульфонамиду. A mutant was then selected in which the mercury resistance gene was recombined into the chromosome using Inc P plasmid R702 and selecting V. cholerae, which were sensitive to ampicillin and resistant to mercury and sulfonamide.
Затем отобрали спонтанно образованный из pR702 делеционный мутант. Конечный мутант, JBK70, не проявлял вирулентности и имел устойчивость только лишь к ртути. A spontaneous deletion mutant formed from pR702 was then selected. The final mutant, JBK70, did not show virulence and was only resistant to mercury.
Штамм вакцины JBK70 V. cholerae - один из серотипа Инаба. Другой главный серотип V. cholerae - серотип Огава. Возлагают надежду на то, что вакцина, приготовленная из одного серотипа холерного вибриона вызовет защитный иммунитет против другого серотипа (34). Живую вибрионную вакцину можно приготовить также из серотипа Огава и испытать ее с участием добровольцев (Levine, М.М. и другие. Enteric Acute, см. ранее (1981). Точные мутации, полученные в штамме JBK56 V. cholerae серотипа Инаба затем воспроизводили в штамме E7946 путем целенаправленного переноса области хромосомы, содержащей устойчивость к ампициллину в локус холерогена в JBK56, в E7946 через генетическую рекомбинацию, опосредованную P, половым фактором V.cholerae [Parker, C. и другие, см. ранее]. P-фактор, который несовместим с Inc P-плазмидой, переносили затем в JBK56 с последующим скрещиванием с рифампинустойчивым мутантом E7946. Путем отбора мутанта, который был устойчив к ампициллину и рифампину, был получен изолят серотипа Огава с полностью делетированными генами энтеротоксина. The strain of the vaccine JBK70 V. cholerae is one of the Inaba serotype. Another major serotype of V. cholerae is the Ogawa serotype. It is hoped that a vaccine prepared from one serotype of a cholera vibrio will induce protective immunity against another serotype (34). Live vibrio vaccine can also be prepared from the Ogawa serotype and tested with volunteers (Levine, M.M. et al. Enteric Acute, see earlier (1981). The exact mutations obtained in the Inaba strain JBK56 V. cholerae were then reproduced in strain E7946 by targeted transfer of a region of the chromosome containing ampicillin resistance to the cholerogen locus in JBK56 in E7946 through genetic recombination mediated by P, the sexual factor V. cholerae [Parker, C. and others, see earlier]. P-factor, which incompatible with Inc P-plasmid, then transferred to JBK56 followed by cross-breeding with a rifampin-resistant mutant E7946. By selecting a mutant that was resistant to ampicillin and rifampin, an Ogawa serotype isolate with completely deleted enterotoxin genes was obtained.
В случае недостаточной степени антибактериального иммунитета для защиты можно добавить антитоксический компонент введением обратно генов для продуцирования B, а не A субъединицы холерного энтеротоксина. Это достигали путем клонирования гена B-субъединицы в клонирующий вектор pMS9. Полученная плазмида, pJBK51, продуцирует высокие уровни B-субъединицы, и затем она была введена в невирулентный вакцинный штамм V. cholerae JBK70 с получением ослабленной вибрионной вакцины штамма JBK70 (pJBK51), не способной продуцировать A-субъединицу. In the case of insufficient antibacterial immunity for protection, the antitoxic component can be added by introducing back genes to produce B and not A cholera enterotoxin subunits. This was achieved by cloning the B subunit gene into the pMS9 cloning vector. The resulting plasmid, pJBK51, produces high levels of the B-subunit, and then it was introduced into the non-virulent vaccine strain V. cholerae JBK70 to obtain the attenuated vibrio vaccine of strain JBK70 (pJBK51), not capable of producing the A-subunit.
Штаммы вакцины настоящего изобретения получены по существу из V.cholerae N 16961, относящегося к серотипу Инаба. Следует понимать, что другие штаммы или другие биотипы и серотипы можно использовать вместо штамма N 16961 для получения вакцинных штаммов, имеющих специфические делеции в локусе ctx гена или генов, или в других участках по хромосоме V. cholerae. Поскольку этот объект-изолят из таких вакцинных штаммов должен имитировать инфекционный процесс, не вызывая патологий, то сайт-направленный мутагенез вирулентных штаммов, как описано в этой заявки, обеспечивает существенный иммунный потенциал для профилактической защиты от холерной инфекции. The vaccine strains of the present invention are obtained essentially from V. cholerae N 16961, related to the Inaba serotype. It should be understood that other strains or other biotypes and serotypes can be used instead of strain N 16961 to obtain vaccine strains having specific deletions at the ctx locus of the gene or genes, or at other sites on the V. cholerae chromosome. Since this isolate object from such vaccine strains should mimic the infection process without causing pathologies, the site-directed mutagenesis of virulent strains, as described in this application, provides significant immune potential for preventive protection against cholera infection.
Например, авторы настоящего изобретения получили другой вакцинный штамм CVD101 V. cholerae, характеризуемый делецией большей части A субъединичного гена в 2 копиях из ctx-гена. При конструировании штамма CVD101 в соответствии с общими принципами, о которых указывалось ранее, например при конструировании JBK70, полученный штамм CVD101, за исключением того, что не имел маркеров устойчивости, не требовал исправления. На заключительной стадии при выделении второго и обнаруженного in vivo рекомбинанта включали процедуру отбора на чувствительность к антибиотику, например чувствительности к тетрациклину, однако родительский штамм вставляли в локус A- субъединичного гена из CT-гена устойчивости к тетрациклину. For example, the authors of the present invention received another vaccine strain CVD101 V. cholerae, characterized by deletion of most of the A subunit gene in 2 copies from the ctx gene. When constructing the strain CVD101 in accordance with the general principles mentioned earlier, for example when constructing JBK70, the resulting strain CVD101, except that it did not have resistance markers, did not require correction. At the final stage, when isolating the second and found in vivo recombinant, the selection procedure for antibiotic sensitivity, for example, sensitivity to tetracycline, was included, however, the parent strain was inserted into the locus of the A subunit gene from the tetracycline resistance CT gene.
Необходимо понимать, что такая чувствительность к антибиотикам представляет собой другой пример селектируемого маркерного гена. It must be understood that such antibiotic sensitivity is another example of a selectable marker gene.
Продуцирование вакцинных штаммов можно осуществлять широким разнообразием методов, включая: Vibrio cholerae субкультивируют из маточных культур на агаре с сердечно- мозговой вытяжкой (BНIA) и инкубируют при температуре 37oC в течение ночи.The production of vaccine strains can be accomplished by a wide variety of methods, including: Vibrio cholerae is subcultured from uterine cultures on cardiac extract agar (BHIA) and incubated at 37 ° C overnight.
Идентичность проверяют с использованием группо- и типоспецифичной антисыворотки, и от двадцати до тридцати клеточных колоний суспендируют в бульоне из сердечно-мозговой вытяжки. Прединкубированные агаровые пластины с сердечно-мозговой вытяжкой инокулируют с BHI-суспензией. После инкубации в течение 5-6 часов с каждой пластины собирают надосадочную культуру с добавлением 5 мл стерильного физиологического раствора, забуференного pH=7,2±0,1. Собранные микроорганизмы центрифугируют в охлажденном состоянии при скорости 750 об/10 мин, ресуспендируют и два раза промывают в четырехкратном количестве от первоначального объема культуры. Полученную суспензию стандартизируют спектрофотометрическим методом и разводят для получения дозы микроорганизмов, необходимой для иммунизации (примерно 106, которая меняется в зависимости от результатов исследований с участием добровольцев). Повторный посев производят на четырехлуночном планшете из инокулята перед и после прививки для подтверждения содержания инокулята. Конечный инокулят анализируют с окрашиванием методом Грамма и агглютинируют с гомологичной антисывороткой перед приемом.Identity is checked using group- and type-specific antiserum, and twenty to thirty cell colonies are suspended in broth from a cardiac extract. Pre-incubated agar plates with a cerebral traction are inoculated with a BHI suspension. After incubation for 5-6 hours, a supernatant culture is collected from each plate with the addition of 5 ml of sterile physiological saline, buffered with pH = 7.2 ± 0.1. The collected microorganisms are centrifuged refrigerated at a speed of 750 rpm / 10 min, resuspended and washed twice with four times the initial volume of culture. The resulting suspension is standardized spectrophotometrically and diluted to obtain the dose of microorganisms necessary for immunization (approximately 10 6 , which varies depending on the results of studies involving volunteers). Re-plating is performed on a four-well inoculum plate before and after inoculation to confirm the inoculum content. The final inoculum is analyzed with Gram stain and agglutinated with homologous antiserum before administration.
Штаммы Vibrio cholerae настоящего изобретения можно вводить перорально. Два грамма NaHCO3 растворяют в пяти унциях дистиллированной воды. Добровольцы выпивают четыре унции водного раствора NaHCO3; через одну минуту добровольцы принимают суспендированные в оставшейся унции NaHCO3/воды вибрионы. Добровольцы перед и после прививки ничего не принимают.The Vibrio cholerae strains of the present invention can be administered orally. Two grams of NaHCO 3 are dissolved in five ounces of distilled water. Volunteers drink four ounces of an aqueous solution of NaHCO 3 ; after one minute, volunteers receive vibrios suspended in the remaining ounce of NaHCO 3 / water. Volunteers before and after vaccination do not accept anything.
Что касается безопасности этого вакцинного штамма, то следует отметить, что он "не переключается обратно" до токсикогенного состояния (то есть, продуцирует интактный холерный энтеротоксин), которое может вызвать заболевание. Для определения активности энтеротоксина используют два основных метода анализа: анализ с использованием адреночувствительных VI-типа клеток [Sack, D. A. и другие. Infect. Immun. 11, 334 (1975)] и твердофазный иммуноферментный анализ (ELISA) [Sack, D.A. и другие. J. Clin. Micro., 11, 35 (1980)] . Штамм вакцины (JBK 70) был многократно проверен с использованием этих двух методов анализа и всякий раз обнаруживалась отрицательная реакция. Гораздо более существенным моментом в этих анализах, однако, является то, что они проводились на присутствие холерогенов. Regarding the safety of this vaccine strain, it should be noted that it "does not switch back" to a toxicogenic state (that is, it produces an intact cholera enterotoxin), which can cause disease. To determine the activity of enterotoxin, two main methods of analysis are used: analysis using adreno-sensitive VI-type cells [Sack, D. A. and others. Infect. Immun. 11, 334 (1975)] and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) [Sack, D.A. and others. J. Clin. Micro., 11, 35 (1980)]. The vaccine strain (JBK 70) was repeatedly tested using these two assay methods and a negative reaction was detected each time. A much more significant point in these analyzes, however, is that they were carried out for the presence of cholerogens.
В ДНК генов холерного энтеротоксина можно вводить радиоактивную метку и использовать в качестве сайт- специфического зонда для распознавания других генов холерного энтеротоксина в штамме, в соответствии с методом Саузерна, E. М. J. Mol. Bio. 98, 503 (1975). При тест-пробе с использованием этого метода, вакцинный штамм предлагаемого изобретения не содержит никакого обнаруживаемого генетического материала, который бы включал в свой состав холерный энтеротоксин. Вакцина также была испытана на модельных мышах "сосунках" в соответствии с методом Baselski, V. и другими. Infect. Immun., 15, 704 (1977). После многократного проведения (десяти) серийных проб, не отмечено никакого накопления серозной жидкости, что свидетельствует об отсутствии признаков болезни. Как и ожидалось, штамм JBK70 обладал способностью к колонизации кишечника мыши сосунка. A radioactive label can be introduced into the DNA of the cholera enterotoxin genes and used as a site-specific probe to recognize other cholera enterotoxin genes in the strain, in accordance with the Southern method, E. M. J. Mol. Bio 98, 503 (1975). In a test sample using this method, the vaccine strain of the invention does not contain any detectable genetic material that would include cholera enterotoxin. The vaccine was also tested on model mice "suckers" in accordance with the method of Baselski, V. and others. Infect. Immun., 15, 704 (1977). After repeated (ten) serial tests, no accumulation of serous fluid was noted, which indicates the absence of signs of the disease. As expected, the JBK70 strain was capable of colonizing the intestines of a mouse sucker.
Чтобы избежать нежелательных побочных эффектов вакцинных штаммов, например поноса со рвотой, судорог, и другой симптоматики болезни, вакцинные штаммы могут также включать второй рестрикционный фрагмент ДНК с делецией последовательности, кодирующей токсин зоны плотного контакта (zonula occludens) токсин (ZOT). To avoid unwanted side effects of vaccine strains, such as diarrhea with vomiting, seizures, and other symptoms of the disease, vaccine strains can also include a second restriction DNA fragment with a deletion of the sequence encoding the toxin (zonula occludens) toxin (ZOT).
Культура Vibrio cholerae включает штамм Vibrio cholerae, содержащий первый рестрикционный фрагмент ДНК, удаленный для обеспечения авирулентности и сохранения способности к колонизации тонкого кишечника хозяина-организма животного и второй рестрикционный фрагмент ДНК с делецией зоны плотного контакта (zonula occludens) токсин (ZOT) для ослабления остаточной диареи в хозяине-животном. Первый фрагмент ДНК с делетированной последовательностью может кодировать холероген V. cholerae или его часть, например A-субъединицу. У одного изолированного делеционного мутанта имеется делеция в локусе гена ctx, ограниченная сайтами рестрикции AccI, и делеция в локусе гена zot. Другой изолированный делеционный мутант содержит делецию в локусе ctx гена, определяемую сайтами рестрикции XbaI и ClaI, и делецию в локусе гена zot, определяемую сайтами рестрикции StuI и AccI. The Vibrio cholerae culture includes a Vibrio cholerae strain containing a first restriction DNA fragment removed to ensure avirulence and colonization of the small intestine of the host animal and a second restriction DNA fragment with a deletion of the tight contact zone (zonula occludens) toxin (ZOT) to attenuate residual diarrhea in the host animal. The first DNA fragment with a deleted sequence can encode V. cholerae or part of it, for example, the A subunit. One isolated deletion mutant has a deletion at the ctx gene locus bounded by AccI restriction sites and a deletion at the zot gene locus. Another isolated deletion mutant contains a deletion at the ctx locus of the gene determined by the XbaI and ClaI restriction sites, and a deletion at the zot gene locus determined by the StuI and AccI restriction sites.
Способ выделения таких делеционных мутантов Vibrio cholerae включает стадии:
(а) конструирования первой плазмиды, включающей фланкирующие ДНК последовательности Vibrio cholerae, содержащей один или несколько делетированных фрагментов в сайте эндонуклеазы рестрикции и ген для селектируемого чужеродного маркера, сшитую с указанными фланкирующими последовательностям для замены и вставки их в место упомянутого удаленного фрагмента, при этом упомянутые последовательности имеют достаточную длину для промотирования распознаваемой in vivo рекомбинации;
(b) скрещивания вирулентного штамма Vibrio cholerae с первым микроорганизмом, несущим первую плазмиду;
(с) отбора Vibrio cholerae, экспрессирующего первый селектируемый маркер;
(d) скрещивания продукта, отобранного на стадии (с) со вторым микроорганизмом, несущим вторую плазмиду со вторым селектируемым маркером, при этом указанная вторая плазмида несовместима с первой плазмидой;
(е) отбора Vibrio cholerae, экспрессирующего первый селектируемый маркер и второй селектируемый маркер;
(f) конструирования третьей плазмиды, содержащей фланкирующие ДНК-последовательности Vibrio cholerae из одного или нескольких делетированных рестриктазой фрагментов, гомологичных к описанным на стадии (а), но отличающихся отсутствием селектируемого чужеродного маркера;
(g) скрещивания отобранного продукта на стадии (е) с третьим микроорганизмом, несущим третью плазмиду, описанную в стадии (f); и
(h) отбора Vibrio cholerae, больше не экспрессирующего указанный первый селектируемый маркер.A method for isolating such deletion mutants of Vibrio cholerae comprises the steps of:
(a) constructing a first plasmid comprising the flanking DNA sequences of a Vibrio cholerae containing one or more deleted fragments at the restriction endonuclease site and a gene for a selectable foreign marker, crosslinked with said flanking sequences to replace and insert them at the site of said deleted fragment, wherein the sequences are long enough to promote recognition of in vivo recombination;
(b) crossing a virulent strain of Vibrio cholerae with a first microorganism carrying the first plasmid;
(c) selecting a Vibrio cholerae expressing a first selectable marker;
(d) crossing the product selected in step (c) with a second microorganism carrying the second plasmid with a second selectable marker, said second plasmid being incompatible with the first plasmid;
(e) selecting a Vibrio cholerae expressing a first selectable marker and a second selectable marker;
(f) constructing a third plasmid containing the flanking DNA sequences of Vibrio cholerae from one or more restriction enzyme-deleted fragments homologous to those described in step (a) but characterized by the absence of a selectable foreign marker;
(g) crossing the selected product in step (e) with a third microorganism carrying the third plasmid described in step (f); and
(h) selecting a Vibrio cholerae no longer expressing said first selectable marker.
Этот метод можно использовать только лишь для штаммов фенотипа ZOT или получения производного штамма ZOT из любого штамма с делецией генов холерного энтеротоксина. This method can only be used for strains of the ZOT phenotype or to obtain a derivative of the ZOT strain from any strain with a deletion of cholera enterotoxin genes.
Другая культура Vibrio cholerae включает штамм Vibrio cholerae штамм, имеющий область хромосомальной ДНК с делецией холерного энтеротоксина и токсина зоны плотного контакта (zonula occludens) токсин ZOT. Another culture of Vibrio cholerae includes a strain of Vibrio cholerae strain having a region of chromosomal DNA with a deletion of cholera enterotoxin and toxin of the zone of close contact (zonula occludens) toxin ZOT.
Метод изоляции таких делеционных мутантов Vibrio cholerae включает стадии (а) конструирования плазмиды, содержащей ДНК- последовательности Vibrio cholerae, кодирующие гены холерного энтеротоксина и энтеротоксина зоны плотного контакта (zonula occludens) и ген селектируемого чужеродного маркера, где упомянутая плазмида неспособна к репликации в Vibrio cholerae вне хромосомы;
(b) скрещивания микроорганизма, несущего упомянутую плазмиду с вирулентным штаммом Vibrio cholerae, содержащим указанные последовательности для промотирования распознаваемой in vivo рекомбинации:
(с) отбора на Vibrio cholerae, экспрессирующего указанный селектируемый маркер;
(d) выращивания продукта изолированного на стадии (с) при отсутствии избирательного фактора;
(е) отбора на Vibrio cholerae, не экспрессирующего больше такого селектированного маркера; и, как следствие этого, имеющего область хромосомальной ДНК, с делецией генов холерного энтеротоксина и энтеротоксина зоны плотного контакта (zonula occludens). Стадия (b) может включать манипуляции:
b) скрещивания микроорганизма, несущего упомянутую плазмиду с вирулентным штаммом Vibrio cholerae, содержащим указанные ДНК-последовательности, вставленные между фланкирующими идентичными копиями второй последовательности, например элементов RS1 последовательности достаточной длины для промотирования распознаваемой in vivo рекомбинации.A method for isolating such deletion mutants of Vibrio cholerae includes the steps of (a) constructing a plasmid containing the DNA sequences of Vibrio cholerae encoding the genes of the cholera enterotoxin and enterotoxin of the tight contact zone (zonula occludens) and the gene of the selectable foreign marker, where the plasmid is not capable of replication in Vib outside the chromosome;
(b) crossing the microorganism carrying the plasmid with a virulent strain of Vibrio cholerae containing the indicated sequences for the promotion of recognizable in vivo recombination:
(c) screening for Vibrio cholerae expressing said selectable marker;
(d) growing the product isolated in step (c) in the absence of a selective factor;
(e) screening for Vibrio cholerae no longer expressing such a selectable marker; and, as a consequence of this, having a region of chromosomal DNA, with a deletion of the genes of cholera enterotoxin and enterotoxin of the tight contact zone (zonula occludens). Stage (b) may include manipulating:
b) crossing the microorganism carrying the plasmid with a virulent strain of Vibrio cholerae containing the indicated DNA sequences inserted between flanking identical copies of the second sequence, for example, RS1 sequence elements of sufficient length to promote recognition of in vivo recombination.
Делеционные мутанты Vibrio cholerae настоящего изобретения пригодны для иммунизации против холеры. Vibrio cholerae deletion mutants of the present invention are suitable for immunization against cholera.
Новый токсичный фактор, раскрываемый в настоящем изобретении, полученный на основе V. cholerae, увеличивает проницаемость слизистой тонкой кишки за счет воздействия на структуру зоны внутриклеточных плотных контактов или zonula occludens(ZO) (трансклеточный путь ионного переноса). Степень продукции этого фактора, вырабатываемого V. cholerae, тесно коррелирует с результатами исследований его энтеропатогенности, проведенных с участием добровольцев. При нарушении механизма нормального обмена в тонком кишечнике через трансклеточной путь, этот фактор возможно ответственен за проявление остаточной диареи, индуцируемой делеционными мутантами ctx-гена V. cholerae и может способствовать развитию тяжелой формы холерной диареи, которая отличается от других болезней, сопровождаемых кишечными расстройствами. The new toxic factor disclosed in the present invention, obtained on the basis of V. cholerae, increases the permeability of the small intestine mucosa due to the impact on the structure of the intracellular tight contact zone or zonula occludens (ZO) (transcellular ion transfer path). The degree of production of this factor produced by V. cholerae closely correlates with the results of studies of its enteropathogenicity conducted with the participation of volunteers. If the mechanism of normal metabolism in the small intestine is violated through the transcellular pathway, this factor is probably responsible for the manifestation of residual diarrhea induced by deletion mutants of the ctx gene of V. cholerae and may contribute to the development of severe cholera diarrhea, which differs from other diseases accompanied by intestinal disorders.
Проведены исследования изменения функции тонкого кишечника в условиях воздействия трех штаммов V. cholerae, один дикого типа и два ослабленных вакцинных штамма. Штамм V. cholerae 395, классический биотип, серотип Огава, является высоковирулентным штаммом, характеристики которого были изучены в широкомасштабных исследованиях, проведенных в Центре по Разработке Вакцин с участием добровольцев. Этот штамм вызывает понос с общим средним объемом стула примерно 5,5 литра (в интервале от 0,3 до 4,4 л) у более чем 90% добровольцев, получавших его в дозе 106 микроорганизмов [Levine, М.М. и другие, Infect. lmmun. 56, 161-167 (1988)]; [Levine, M.M., Cholera and Related Diarreas, 195- 203] (Karger, Basel, 1980). Холерная диарея обусловлена преимущественно ферментативным влиянием A-субъединицы холерогена на слизистую тонкого кишечника. A-субъединица холерного энтеротоксина, кодируемая геном ctx, стимулирует аденилатциклазу и приводит к секреции жидкости плазматической сети в просвет тонкого кишечника. Gill D.M. Adv. Cyclic Nucleotide res., 8, 85-118 (1977). Вакцинный штамм V. cholerae CVD101 является мутантом штамма 395 с делецией ctx-гена, у которого были удалены 94% ДНК-последовательностей, кодирующих A1 peptide холерного энтеротоксина. Удивительным фактом было однако то, что хотя CVD101 больше не продуцировал активного холерного энтеротоксина, этот штамм вызывал диарею от легчайшей до легкой формы (средний объем стула составлял 0,9 л, варьируя в интервале от 0,3 до 2,1 л) у 54% добровольцев, получавших этот микроорганизм. У второго мутанта 395, вакцинного штамма 395 N1, полученного генной технологией Mekalanos, и другие. Nature, 306, 551-557 (1983), отсутствует, по нашим расчетам, приблизительно 77% ДНК-последовательностей, кодирующих A1-пептид. В противоположность штамму CVD101, 395N1 вызвал легчайшую диарею (объем стула 0.3 л) только лишь у 1 из 21 добровольцев (P= 0,002, по сравнению с 13 из 24 добровольцев с диареей, получавших CVD101). [Herrington, D.A. и другие. J.Exp.Med. 168, 1487-1492 (1982)] . Так как эти штаммы имели сходство по их способности к колонизации тонкого кишечника, авторы настоящего изобретения полагают, что этот штамм CVD101 продуцирует секретогенный фактор, который экспрессируется слабо, или вообще не экспрессируется при воздействии 395N1 и что этот фактор ответственен за диарею, отмечаемую у добровольцев, получавших вибрионный штамм CVD101.Studies have been conducted on changes in the function of the small intestine under the influence of three strains of V. cholerae, one wild-type and two attenuated vaccine strains.
Эти штаммы были изучены с использованием препарата ткани тонкой кишки кролика, помещенного в камеру Ussing, традиционного метода для изучения процессов активного транспорта через слизистую тонкого кишечника. Культуральные надосадки V. cholerae добавляли к тканевому препарату и измеряли величины разности потенциалов (PD) и тока короткого замыкания (Isc). PD означает ЭДС, измеренной на стороне слизистой относительно серозной стороны исследуемой ткани и Isc - величина тока, необходимого для установки PD в состоянии 0. В результате этих замеров была рассчитана величина электропроводности ткани (Gt) в соответствии с законом Ома: Isc = PD•Gt. Первоначально было исследовано влияние сначала культуральных надосадков штамма 395 дикого типа на эти параметры с использованием среды с неинокулированной культурой, прибавляемой к совместимой ткани подвздошной кишки этого же животного в качестве отрицательного контроля. На фиг. 13A показаны полученные вариации значений Isc и Gt. Начальные пики в Isc и PD, которые появлялись как в отрицательном контроле, так и в испытуемых образцах, наиболее вероятно обусловлены совместным транспортом Na и питательных веществ, входящих в культуральную среду. В контроле наблюдался возврат к исходным значениям величины Isc и PD примерно через час, и затем показатели Isc, PD и Gt оставались неизменными на протяжении всего оставшегося времени эксперимента. Напротив, тканевые препараты, подвергнутые воздействию культуральных надосадков штамма 395 продемонстрировали достоверное увеличение величины Gt, достигающей максимального значения после 2-часовой инкубации. В испытуемых образцах не отмечено ни одного случая возврата величины Isc к ее исходным значениям, но был отмечен период установившегося состояния в промежутке между 40 и 60 минутами. Поскольку величина Isc соответствует PD•Gt и наблюдаемые значения PD через 60 минут не отличались от исходных показателей (данные не приведены), достоверное увеличение величины Isc в тканевых препаратах, обработанных штаммом 395 в этот промежуток времени может быть обусловлен только лишь повышением величины Gt. (См. фиг. 13A на 60 мин.) (12).Через 60 мин, величина Isc стала подниматься опять с увеличением PD в тканях, обработанных штаммом 395. Эта вторая фаза по-видимому отражает влияние холерного энтеротоксина на ионные потоки, поскольку очищенный CT повышает величину Isc в ткани подвздошной кишки у кролика после времени запаздывания по меньшей мере на 40 минут. Эти данные свидетельствуют о том, что имеются два фактора, экспрессируемые штаммом V.cholerae 395, который может изменять механизм ионного транспорта в камерах Ussing. Один такой фактор, холерный энтеротоксин, вызывает достоверное увеличение величины Isc и PD, начиная приблизительно 60 минут спустя после добавления культурального надосадка, в то время как второй фактор индуцирует моментальное нарастание электропроводности ткани, которую можно наблюдать в течение 20 минут после прибавления надосадочной культуры. These strains were studied using a rabbit small intestine tissue preparation placed in the Ussing chamber, a traditional method for studying the processes of active transport through the mucosa of the small intestine. V. cholerae culture supernatants were added to the tissue preparation and the potential difference (PD) and short circuit current (Isc) were measured. PD means EMF measured on the mucous side relative to the serous side of the tissue under investigation and Isc is the current required to set PD in state 0. As a result of these measurements, the tissue conductivity (Gt) was calculated in accordance with Ohm's law: Isc = PD • Gt . Initially, the effect of the culture supernatants of wild-
Вариации Gt, индуцируемые культуральными надосадками ослабленных штаммов CVD101 и 395N1 V. cholerae были следующим аспектом исследований. Штамм CVD101 вызывал мгновенное увеличение величины Gt, которое сопоставимо с результатами, полученными в случае со штаммом 395 (фиг. 13B). В противоположность этому, штамм 395N1 не вызывал мгновенного повышения величины Gt; вариация величины Gt в образцах ткани, обработанных штаммом 395 N1 были аналогичны результатам, полученным в контроле с несовместимой бульонной культурой и достоверно ниже, чем это можно наблюдать со штаммами 395 и CVD101 в течение почти 100-минутной инкубации. После этого периода, изменение величины Gt в тканях, подвергнутых воздействию штаммов 395, CVD101 и 395N1, было аналогично. Эти результаты свидетельствуют о том, что штамм 395N1 продуцировал меньшее количество или менее активную форму фактора, ответственного за это увеличение величины Gt. Variations of Gt induced by culture supernatants of attenuated V. cholerae CVD101 and 395N1 strains were another aspect of the study. Strain CVD101 caused an instant increase in Gt, which is comparable with the results obtained in the case of strain 395 (Fig. 13B). In contrast, strain 395N1 did not cause an instant increase in Gt; the variation in Gt in tissue samples treated with
Вариации в трансэпителиальной электропроводности являются ясным отражением изменения проницаемости ткани через внутриклеточное пространство, поскольку сопротивляемость плазматической мембраны относительно высока. Вследствие того, что ZO представляет главный барьер в этом трансклеточном пути и вариации величины Gt являются наиболее точным критерием оценки функции ZO, были исследованы изменения морфологии ZO, индуцированные культуральными надосадками штаммов 395, CVD101 и 395N1 V.cholerae. При введении низкомолекулярного электронно-плотного маркера, например как агглютинин из зародышевой пшеницы и пероксидазы редьки (WGA-HRP) на сторону слизистой эпителиального пласта, он обычно не проходит за пределы зоны ZO [Alberts, B. и другие, Molecular Biology of the Cells, 2-ое издание, 1989]. WGA-HRP добавляли на сторону слизистой тонкого кишечника, обработанного культуральным надосадком штаммов 395, CVD101, 395N1 или неинокулированным бульоном в качестве контроля в течение 60 минут. Тканевые препараты, обработанные неинокулированной культуральной средой были непроницаемы для WGA- HRP, в то время как в тканевых препаратах, обработанных штаммами 395 и CVD101, отмечалось окрашивание в трансклеточном пространстве. В тканевых препаратах, подвергнутых воздействию культурального надосадка штамма 395N1 не отмечено изменений, поскольку внутриклеточное пространство осталось сомкнутым в достаточной степени, чтобы исключить прохождение в него WGA-HRP (фиг. 14). Эти результаты были подтверждены и уточнены с использованием метода электронной микроскопии замороженной фракции, где количество нитей, лежащих параллельно ZO, находятся в корреляции с данными по трансэпителиальной электропроводности. В тканевых препаратах, подвергнутых воздействию культурального надосадка наблюдалось наличие смеси из претерпевшего изменения ZO и нетрансформированного ZO, сопровождаемое упрощением строения нити. Нити, расположенные перпендикулярно относительно длинной оси ZO, оказались преимущественно потерянными, приводя тем самым к снижению количества перемычек (взаимопересечений) между нитями. Степень изменения морфологии ZO, подвергнутой воздействию культурального надосадка каждого штамма оценивали путем измерения плотности перемычек между нитями. Как видно из фиг. 14, в тканях, подвергнутых воздействию культурального надосадка штаммов 395 или CVD101, отмечено существенное снижение количества нитей и сложности ретикулярной ткани ZO по сравнению с тканями, обработанными неинокулированной бульонной средой или культуральным надосадком штамма 395N1. Variations in transepithelial electrical conductivity are a clear reflection of changes in tissue permeability through the intracellular space, since the resistance of the plasma membrane is relatively high. Due to the fact that ZO is the main barrier in this transcellular pathway and variations in the Gt value are the most accurate criterion for evaluating the ZO function, changes in the ZO morphology induced by the culture supernatants of V. cholerae strains 395, CVD101 and 395N1 were studied. With the introduction of a low molecular weight electron-dense marker, such as agglutinin from germ wheat and radish peroxidase (WGA-HRP) on the mucosal side of the epithelial layer, it usually does not extend beyond the ZO zone [Alberts, B. et al., Molecular Biology of the Cells, 2nd edition, 1989]. WGA-HRP was added to the mucosal side of the small intestine treated with culture supernatant of
Изменения морфологии ZO, индуцируемые штаммами 395 и CVD101, находятся в параллельной зависимости от увеличения показателя тканевой электропроводности, вызванной этими штаммами. Функция зоны плотного контакта ZO тонкого кишечника заключается в регулировании трансклеточного пути и ограничении или предотвращении диффузии водорастворимых молекул через внутриклеточное пространство обратно в просвет кишечника. Этот механизм диффузии запускается градиентами концентрации через процессы трансэпителиального транспорта. В результате перестройки механизма трансклеточного пути, слизистая кишечника становится все более проницаемой, и вода, Na и Cl просачиваются в просвет кишечника, приводя тем самым к возникновению диареи. Changes in the morphology of ZO induced by
Перестройка в трансклеточном пути, индуцируемого V. cholerae 395 и CVD101 является специфичной для тонкого кишечника; замена образца ткани тонкой кишки кролика на ткань слепой кишки не привела к какому-либо изменению величины Gt, индуцируемой надосадочной жидкостью культуры штамма 395 (данные не приведены). Этот факт подтверждает впервые наличие бактериального фактора, который способен к ослаблению смыкания зоны плотного контакта в интактной ткани тонкого кишечника и может представлять собой новый механизм, вызывающий бактериальную диарею. A-субъединица экзотоксина Clostridium difficile, вирусы гриппа и везикулярного стоматита (VSV), как имеются данные, ослабляют зону плотного контакта в тканевой монослойной культуре, но нигде не сообщалось о такой активности в интактной ткани или данных о связи их с диареей. Restructuring in the transcellular pathway induced by
Таким образом, штаммы 395 и CVD101 V. cholerae продуцируют фактор, который может быть ответственен за возникновение диареи, наблюдаемой у добровольцев, получавших делеционные мутанты ctx-гена V. cholerae. Понос, вызванный этими ctx-мутантами, сопоставим с результатами испытаний многочисленных штаммов энтеротоксикогенной E. Coli. Этот токсинсекретирующий фактор, который авторы настоящего изобретения назвали ZOT в качестве энтеротоксина зоны плотного контакта (zonula occludens toxin), индуцирует на начальной фазе увеличение величины Isc и тканевой электропроводности, которая не связана с влиянием CT на ионные потоки. Это увеличение величины Gt ассоциируется с ослаблением смыкания зоны плотного контакта, эффекта с быстрой реверсией в первоначальное состояние после удаления культурального надосадка (фиг. 15). Быстрая реверсия этого эффекта находится в полной противоположности долговременному воздействию холерного энтеротоксина. Эти результаты не сопоставимы с ранее сделанным необъясненным результатом наблюдений Fields, и другие, J. Clin. Invest., 51, 796-804 (1972), который отмечал моментальное увеличение величины Isc, вызываемым сырыми, и еще не очищенными препаратами холерного энтеротоксина. Эти результаты могут быть сопоставимы с результатами Nishibuchi и другими, lnfect. Immun., 40. 1083-1091 (1983), которые отмечали в ранней фазе накопление жидкости (FA), не относящегося к отсроченному CT-индуцированному FA у мышей-сосунков, которым вводили V. cholerae. Способность отрицательно реагирующего энтеротоксина V. cholerae вызывать понос у добровольцев коррелирует с результатами о продуцировании ZOT двумя ослабленными штаммами, полученными из той же самой родительской клеточной линии; штамм CVD101 (вызывающий диарею) продуцирует ZOT, в то время как штамм 395N1 (не индуцирующий диарею) вызывает продукцию ZOT с незначительной или не обнаруживаемой активностью. Thus, V. cholerae strains 395 and CVD101 produce a factor that may be responsible for the occurrence of diarrhea observed in volunteers receiving deletion mutants of the V. cholerae ctx gene. Diarrhea caused by these ctx mutants is comparable to the test results of numerous enterotoxicogenic E. Coli strains. This toxin-secreting factor, which the authors of the present invention called ZOT as the enterotoxin of the tight contact zone (zonula occludens toxin), induces an increase in the Isc value and tissue conductivity, which is not associated with the effect of CT on ion fluxes, in the initial phase. This increase in Gt is associated with a weakening of the closure of the tight contact zone, an effect with a quick reversal to its original state after removal of the culture supernatant (Fig. 15). The rapid reversal of this effect is in complete opposition to the long-term effects of cholera enterotoxin. These results are not comparable with previously made unexplained observations from Fields, et al., J. Clin. Invest., 51, 796-804 (1972), which noted an instant increase in the Isc value caused by raw and not yet purified cholera enterotoxin preparations. These results may be comparable to those of Nishibuchi and others, lnfect. Immun., 40. 1083-1091 (1983), which noted an early phase of fluid accumulation (FA) not related to delayed CT-induced FA in sucker mice injected with V. cholerae. The ability of a negatively reacting V. cholerae enterotoxin to cause diarrhea in volunteers correlates with the results of ZOT production by two attenuated strains obtained from the same parent cell line; strain CVD101 (causing diarrhea) produces ZOT, while strain 395N1 (not inducing diarrhea) causes ZOT production with little or no detectable activity.
Другая культура Vibrio cholerae включает штамм Vibrio cholerae штамм, имеющий область хромосомальной ДНК с делецией локуса холерного энтеротоксина и энтеротоксина зоны плотного контакта ZOT, и имеющий вставку гена устойчивости к ртути и ДНК-последовательности, кодирующей B-субъединицу энтеротоксина Vibrio cholerae. Способ изоляции таких делеционных мутантов Vibrio cholerae включает стадии:
(а) конструирования плазмиды, содержащей ДНК-последовательности Vibrio cholerae, кодирующие гены холерного энтеротоксина и энтеротоксина зоны плотного контакта (zonula occludens) и ген селектируемого чужеродного маркера, где упомянутая плазмида неспособна к репликации в Vibrio cholerae вне хромосомы;
(b) скрещивания микроорганизма, несущего упомянутую плазмиду с вирулентным штаммом Vibrio cholerae, содержащим указанные ДНК-последовательности, вставленные между фланкирующими идентичными копиями второй последовательности, имеющей достаточную длину для промотирования распознаваемый in vivo рекомбинации;
(с) отбора на Vibrio cholerae, экспрессирующего указанный селектируемый маркер;
(d) выращивания продукта изолированного на стадии (с) при отсутствии избирательного фактора;
(е) отбора на Vibrio cholerae, не экспрессирующего больше такого селектированного маркера; и, как следствие этого, имеющего область хромосомальной ДНК, с делецией генов холерного энтеротоксина и энтеротоксина зоны плотного контакта (zonula occludens).Another culture of Vibrio cholerae includes a strain of Vibrio cholerae strain having a chromosomal DNA region with a deletion of the cholera enterotoxin locus and the enterotoxin of the ZOT tight contact zone and having an insertion of the mercury resistance gene and the DNA sequence encoding the Vibrio cholerae enterotoxin B subunit. A method for isolating such deletion mutants of Vibrio cholerae comprises the steps of:
(a) constructing a plasmid containing the DNA sequences of Vibrio cholerae encoding the genes of the cholera enterotoxin and enterotoxin of the tight contact zone (zonula occludens) and the gene of selectable foreign marker, where the plasmid is unable to replicate to Vibrio cholerae outside the chromosome;
(b) crossing the microorganism carrying the plasmid with a virulent strain of Vibrio cholerae containing said DNA sequences inserted between flanking identical copies of a second sequence having a sufficient length for promotion of recognized in vivo recombination;
(c) screening for Vibrio cholerae expressing said selectable marker;
(d) growing the product isolated in step (c) in the absence of a selective factor;
(e) screening for Vibrio cholerae no longer expressing such a selectable marker; and, as a consequence of this, having a region of chromosomal DNA, with a deletion of the genes of cholera enterotoxin and enterotoxin of the tight contact zone (zonula occludens).
(f) конструирования второй плазмиды, содержащей ген устойчивости к ртути и ДНК-последовательность, кодирующую B-субъединицу энтеротоксина Vibrio cholerae, и ген второго селектируемого чужеродного маркера, при этом упомянутая плазмида неспособна к репликации в Vibrio cholerae вне хромосомы, а последовательности, имеющую достаточную длину для промотирования распознаваемый in vivo рекомбинации, ограничивают область упомянутого гена устойчивости к ртути и ДНК-последовательность, кодирующую B-субъединицу энтеротоксина Vibrio cholerae;
(g) скрещивания микроорганизма, несущего упомянутую вторую плазмиду с упомянутым Vibrio cholerae, раскрываемым в стадии (е), содержащую последовательности, гомологичные к указанным последовательностям достаточной длины для промотирования распознаваемый in vivo рекомбинации;
(h) отбора Vibrio cholerae, экспрессирующего упомянутый второй селектируемый маркер;
(i) выращивания продукта, отобранного на стадии (h), при отсутствии второго селектированного фактора;
(j) отбора Vibrio cholerae, не экспрессирующего больше второго селектированного маркера; и
(k) скрининга указанного Vibrio cholerae, раскрываемого на стадии (j) на Vibrio cholerae, которые содержат ген устойчивости к ртути и ДНК-последовательность, кодирующую B-субъединицу холерного энтеротоксина и имеют область в хромосомальной ДНК с делецией гена холерного энтеротоксина и энтеротоксина зоны плотного контакта (zonula occludens).(f) constructing a second plasmid containing the mercury resistance gene and a DNA sequence encoding the Vibrio cholerae enterotoxin B subunit and a second selectable foreign marker gene, said plasmid being incapable of replication outside the chromosome in Vibrio cholerae, and a sequence having sufficient the length for promotion recognized in vivo recombination, limit the region of said mercury resistance gene and the DNA sequence encoding the Vibrio cholerae enterotoxin B subunit;
(g) crossing the microorganism carrying said second plasmid with said Vibrio cholerae disclosed in step (e) containing sequences homologous to said sequences of sufficient length to promote recognizable in vivo recombination;
(h) selecting a Vibrio cholerae expressing said second selectable marker;
(i) growing the product selected in step (h) in the absence of a second selected factor;
(j) selecting a Vibrio cholerae not expressing more than a second selectable marker; and
(k) screening said Vibrio cholerae disclosed in step (j) on Vibrio cholerae that contain a mercury resistance gene and a DNA sequence encoding the B subunit of cholera enterotoxin and have a region in the chromosomal DNA with a deletion of the dense cholera enterotoxin gene and enterotoxin contact (zonula occludens).
Этот метод выделения делеционных мутантов Vibrio cholerae, имеющих область хромосомальной ДНК последовательностей, кодирующих холерный энтеротоксин, и делецией гена зоны плотного контакта, и вставкой гена устойчивости к ртути и ДНК-последовательности, кодирующей B-субъединицу Vibrio cholerae, можно использовать в стадии (f), раскрывающую фланкирующие последовательности достаточной длины, содержащие ген, который может быть удален, не оказывая при этом влияния на колонизирующую способность и иммуногенность Vibrio cholerae. В качестве примера можно привести гемолизиновый ген. Штамм CVD110 V. cholerae, сконструированный в соответствии с предлагаемым методом, имеют область хромосомального ДНК с последовательностями, кодирующими A и B-субъединицы холерного энтеротоксина и делецией энтеротоксина зоны плотного контакта (zonula occludens), и имеют также ген устойчивости к ртути и ДНК- последовательность, кодирующую B-субъединицу энтеротоксина Vibrio cholerae, вставленную в сайте гемолизинового гена. К другим примерам последовательностей достаточной длины относятся his-ген (Hone, Microbial Pathogenesis 5, 35 pp. 407-478 (1989)) и nanH-ген (Vimr, J. Bacter., 170, pp. 1495-1504 (1988)). This method of isolating deletion mutants of Vibrio cholerae having a region of chromosomal DNA sequences encoding a cholera enterotoxin and deletion of the tight contact zone gene and insertion of the mercury resistance gene and the DNA sequence encoding the Vibrio cholerae B subunit can be used in step (f) revealing flanking sequences of sufficient length containing a gene that can be removed without affecting the colonizing ability and immunogenicity of Vibrio cholerae. An example is the hemolysin gene. Strain CVD110 V. cholerae, constructed in accordance with the proposed method, have a chromosomal DNA region with sequences encoding the A and B subunits of cholera enterotoxin and deletion of the enterotoxin of the tight contact zone (zonula occludens), and also have a mercury resistance gene and a DNA sequence encoding the B-subunit of Vibrio cholerae enterotoxin inserted at the site of the hemolysin gene. Other examples of sequences of sufficient length include his gene (Hone, Microbial Pathogenesis 5, 35 pp. 407-478 (1989)) and nanH gene (Vimr, J. Bacter., 170, pp. 1495-1504 (1988)) .
Заявляемый штамм CVD112, имеет область с делецией всего ядра холерного энтеротоксина, которая включает гены сер, асе, zot, orfU, и ctxAB, а также делецию RSI-элементов и attRS1-сайтов [Pearson и другие, Proc. Natl. Acad. Sci. (США), 90, pp. 3750-3754, 1993] вместе с локусом в хромосоме ctx-гена. Кроме того, этот штамм имеет последовательности, кодирующие достаточную часть B-субъединицы холерного энтеротоксина для обеспечения иммуногенности, повторно вставленные в хромосому вибриона. Вставки, дополнительно введенные в хромосому представляют собой последовательности ДНК, вызывающие устойчивость к тяжелым металлам, например ртути. The inventive strain CVD112 has a region with a deletion of the entire nucleus of cholera enterotoxin, which includes the genes sulfur, ace, zot, orfU, and ctxAB, as well as a deletion of RSI elements and attRS1 sites [Pearson et al., Proc. Natl. Acad Sci. (USA), 90, pp. 3750-3754, 1993] together with a locus in the ctx gene chromosome. In addition, this strain has sequences encoding a sufficient portion of the B-subunit of cholera enterotoxin to ensure immunogenicity, re-inserted into the chromosome of the vibrio. Insertions additionally introduced into the chromosome are DNA sequences that cause resistance to heavy metals, such as mercury.
Другой штамм V. cholerae не-01 серогруппы предлагаемого изобретения, а именно CVD112 RM, имеет идентифицирующие характеристики вышеуказанного штамма не -01 серогруппы, и кроме того имеет делецию в recA-локусе Vibrio cholerae, в результате чего полученный штамм утрачивает ген в гомологичной рекомбинации. Another V. cholerae non-01 serogroup strain of the present invention, namely CVD112 RM, has identifying characteristics of the above non-01 serogroup strain, and furthermore has a deletion at the Vibrio cholerae recA locus, as a result of which the resulting strain loses the gene in homologous recombination.
В примерах, которые иллюстрируют далее настоящее изобретение, любые из методов, реакций, и способов выделения хорошо известны специалистам в данной области. Все ферменты, если не оговорено иначе, являются доступными из одного или нескольких коммерческих источников, например. New England BioLabs - Beverly, Штат Массачусетс; Collaborative Research - Waltham, Штат Массачусетс; Miles Laboratories -Elkhart, Штат Индиана; Boehringer Biochemicals Inc., -Индианаполис, Штат Индиана; и Bethesda Research Laboratory - Rockville, Штат Мэриленд, которые указаны здесь в качестве нескольких представителей. Буферные растворы и реакционные условия для гидролиза рестриктазами используют согласно рекомендациям, прилагаемым изготовителем для каждого фермента, если не оговорено особо. Частичный гидролиз рестрикционными ферментами осуществляют с использованием более низкой концентрации фермента, которая должна быть определена заранее из пробных экспериментов по каждой партии ферментов. Стандартная методика проведения других ферментативных реакций, методы разделения гель-электрофорезом и получение трансформантов E. Coli можно найти в Methods in Enzymology, vol.68, под редакцией Ray Wu, Academic Press (1979). Можно также обратиться к другому общеизвестному источнику - Maniatis, Т. и другие. Molecular Cloning, Cold Spring Harbor (1982). Бактериальные клетки выращивали согласно методикам, описанным Miller, в Experiments_ on Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Laboratory (1972). Вибрионы холеры размножали согласно общим методикам, описанным Lennett, E.A. и другими, eds. Manual of Clinical Microbiology, 3-е издание, Американское Общество по Микробиологии, Вашингтон в (1980). E. Coli и V. cholerae скрещивали согласно общей методике, описанной Johnson, Steven R. и другими. J. Bact., 137, 531 (1979); и Yokata, Т. и другие, J. Bact., 109, 440 (1972). In the examples that further illustrate the present invention, any of the methods, reactions, and isolation methods are well known to those skilled in the art. All enzymes, unless otherwise specified, are available from one or more commercial sources, for example. New England BioLabs - Beverly, Massachusetts; Collaborative Research - Waltham, Massachusetts; Miles Laboratories -Elkhart, Indiana; Boehringer Biochemicals Inc., Indianapolis, Indiana; and Bethesda Research Laboratory - Rockville, Maryland, which are listed here as a few representatives. Buffer solutions and reaction conditions for restriction enzyme hydrolysis are used according to the recommendations provided by the manufacturer for each enzyme, unless otherwise specified. Partial hydrolysis by restriction enzymes is carried out using a lower concentration of the enzyme, which must be determined in advance from trial experiments for each batch of enzymes. A standard technique for other enzymatic reactions, gel electrophoresis separation methods, and E. coli transformants can be found in Methods in Enzymology, vol. 68, edited by Ray Wu, Academic Press (1979). You can also refer to another well-known source - Maniatis, T. and others. Molecular Cloning, Cold Spring Harbor (1982). Bacterial cells were grown according to the methods described by Miller, in Experiments on Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Laboratory (1972). Vibrios of cholera were propagated according to the general methods described by Lennett, E.A. and others, eds. Manual of Clinical Microbiology, 3rd Edition, American Society for Microbiology, Washington in (1980). E. Coli and V. cholerae were crossed according to the general procedure described by Johnson, Steven R. and others. J. Bact., 137, 531 (1979); and Yokata, T. and others, J. Bact., 109, 440 (1972).
Штаммы настоящего изобретения были депонированы в Американской Коллекции Типовых Культур, например, расположенные в Rockville, Штат Мэриленд, до подачи настоящей заявки. Депонированы штаммы V. cholerae JBK56, V. cholerae JBK70, V. cholerae N1696, V. cholerae JVK70 (pJBK51), V. cholerae 395 серотипа Огава, штаммы CVD101, CVD109 V. cholerae E7946, и E. Coli SM10 лямбда pir pCVD51, V. cholerae CVD110, и E. Coli SY327 лямбда pir (pCVD622.2B), которые имеют номер доступа АТСС 39,317, 39,318, 39,315, 39,316, 39,541, 39,540, 55,057 (депонированный 4-ого июня, 1990), 55,056 (депонированный 4-ого июня, 1990), 68,335 (депонированный 5-ого июня,1990), 55188 (депонированный 3-его июня, 1991), и 68630 (депонированный 3-его июня, 1991), соответственно. The strains of the present invention were deposited with the American Type Culture Collection, for example, located in Rockville, Maryland, prior to the filing of this application. The strains of V. cholerae JBK56, V. cholerae JBK70, V. cholerae N1696, V. cholerae JVK70 (pJBK51),
Пример 1
Конструирование плазмиды с селектируемым маркерным геном, вставленным для замены холерогенов.Example 1
Construction of a plasmid with a selectable marker gene inserted to replace cholerogens.
Плазмида JBK16 содержит a PstI-BgIII фрагмент длиной 4 т.п. оснований из хромосомы, содержащей гены энтеротоксина. Гены энтеротоксина рестриктированы по AccI-сайтам и содержат внутренний AccI-сайт. JBK16 была гидролизована полностью рестриктазами AccI и AccI, и полученные фрагменты, содержащие гены энтеротоксина отделяли от оставшейся плазмиды. Plasmid JBK16 contains a PstI-BgIII fragment of
Перекрытие остатков плазмиды или липкие концы участка AccI превращали в тупые концы, заполняя брешь фрагментом Кленова, полученного из полимеразы E. Coli polymerase (то есть, одноцепочечную ДНК, остающуюся после гидролиза AccI, получали двуцепочечную с короткими концами). Ген, кодирующий устойчивость к ампициллину очищали от плазмиды pREG153 (pREG153 - производная плазмиды pREG151 [Weiss, A. и другие. J. Bact., 152, 549-552], модифицированной заменой гена устойчивости к триметоприну геном устойчивости к ампициллину и присоединение cos-последовательностей) и липкие концы заполняли брешью, как описано выше. Полученный фрагмент затем лигировали с ДНК вибриона в результате чего гены устойчивости к AP были расположены точно в том же самом месте, в котором находились делетированные гены энтеротоксина, фланкированные теми же самыми ДНК-последовательностями вибриона холеры. Полученная плазмида была сконструирована как pJBK21 (фиг. 4), содержащая область с делецией холерного энтеротоксина и гена устойчивости к ампициллину. Overlapping of the plasmid residues or the sticky ends of the AccI site turned into blunt ends, filling the gap with a Klenov fragment obtained from E. Coli polymerase polymerase (i.e., single-stranded DNA remaining after AccI hydrolysis received double-stranded with short ends). The gene encoding resistance to ampicillin was purified from plasmid pREG153 (pREG153 is a derivative of plasmid pREG151 [Weiss, A. et al. J. Bact., 152, 549-552], modified by replacing the trimethoprine resistance gene with the ampicillin resistance gene and attaching cos- sequences) and the sticky ends were filled with a gap as described above. The resulting fragment was then ligated with the DNA of the vibrio, as a result of which the resistance genes for AP were located exactly in the same place as the deleted enterotoxin genes flanked by the same DNA sequences of the cholera vibrio. The resulting plasmid was constructed as pJBK21 (FIG. 4) containing a region with a deletion of a cholera enterotoxin and an ampicillin resistance gene.
Пример 2
Введение фланкирующих гомологичных последовательностей, сопровождаемое конъюгативным переносом гена в V. cholerae.Example 2
Introduction of flanking homologous sequences, followed by conjugative gene transfer in V. cholerae.
Для обеспечения специфической вставки в хромосому из делетированной последовательности в pJBK21, фрагмент ДНК длиной приблизительно 7000 пар оснований был лигирован с каждым концом фрагмента PstI-Bg1II из плазмиды pJBK21. (Вероятность возникновения события гомологичной рекомбинации возрастает с увеличением длины фланкирующих гомологичных последовательностей). Для достижения этого, фрагмент приблизительно 18 т.п.о клонировали из хромосомы штамма N 16961. Этот клон, обозначенный как pJBK44 содержит фрагмент PstI-Bg1II-гена энтеротоксина длиной 4 т.п.о, ограниченный фланкирующей ДНК-последовательностью длиной примерно 7 т.п.о. по обоим концам (см. фиг. 5). Плазмида pJBK21 была частично гидролизована по PstI-сайту, в результате чего только лишь один из Pst-сайтов был вырезан (дополнительный Pst-сайт был вставлен в пределах локуса гена устойчивости к ампициллину) после гидролиза рестриктазой Bg1II-сайта с изоляцией Pstl-Bg1II- фрагмента длиной 4 т.п.о, содержащего область с делецией гена энтеротоксина и область устойчивости к Ap. To ensure specific insertion into the chromosome from the deleted sequence in pJBK21, a DNA fragment of approximately 7000 base pairs in length was ligated with each end of the PstI-Bg1II fragment from plasmid pJBK21. (The probability of the occurrence of a homologous recombination event increases with increasing length of flanking homologous sequences). To achieve this, a fragment of approximately 18 kb was cloned from the chromosome of strain N 16961. This clone designated as pJBK44 contains a fragment of the 4 kb PstI-Bg1II enterotoxin gene limited to a flanking DNA sequence of approximately 7 t .by. at both ends (see Fig. 5). Plasmid pJBK21 was partially hydrolyzed at the PstI site, as a result of which only one of the Pst sites was excised (an additional Pst site was inserted within the locus of the ampicillin resistance gene) after restriction enzyme digestion of the Bg1II site with isolation of the Pstl-
Плазмида pJBK44, содержащая фрагмент ДНК вибриона длиной приблизительно 18 т. п. о была частично гидролизована рестриктазой по сайту Bg1II, в результате чего только лишь один из 4 Bg1II- сайтов был вырезан. После этого частичного гидролиза полный гидролиз осуществляли рестриктазой PstI-сайта и полученные фрагменты отделяли методом электрофореза через 0.3% агарозном геле. Изолированные фрагменты затем очищали и анализировали, и при этом только лишь один фрагмент, как показал анализ, содержал полную последовательность pJBK44 за исключением фрагмента PstI- Bg1II-гена холерного энтеротоксина длиной 4 т. п.о. (см. фиг. 5.). Этот фрагмент, представляющий фланкирующую ДНК-последовательность, затем смешивали с лигированием с Pstl-Bg1II фрагментом из плазмиды pJBK21, содержащей ампициллиноустойчивый ген. Полученная плазмида, PJBK54, содержала хромосомальную ДНК-последовательность Vibrio длиной приблизительно 17 т.п.о с ампициллиноустойчивым геном, замененным на делетированные гены энтеротоксина. Модифицированную область в хромосомальной ДНК затем клонировали в плазмиду, которая может легко активизироваться в V. cholerae. Плазмида pRK290 [Ditta, G. И другие. Proc. Nat. Acad. Sci. 77, 7347 (1980)] относится к плазмидам группы несовместимости P и имеет всего лишь единственный EcoRI-сайт, в который клонировали плазмиду pJBK54(Фиг. 6). Полученную плазмиду pJBK55 затем скрещивали с штаммом V. cholerae N16961 с использованием конъюгативной плазмиды pRK2013. В результате получили V. cholerae N 16961 (pJBK55) (Apr-ампициллиноустойчивый фенотип).Plasmid pJBK44, containing a vibrio DNA fragment approximately 18 kb in length, was partially digested with restriction enzyme at the Bg1II site, resulting in only one of the 4 Bg1II sites being excised. After this partial hydrolysis, complete hydrolysis was carried out by restriction enzyme of the PstI site and the obtained fragments were separated by electrophoresis through 0.3% agarose gel. The isolated fragments were then purified and analyzed, and only one fragment, as shown by the analysis, contained the complete pJBK44 sequence with the exception of the 4 kbp PstI-Bg1II gene fragment of the cholera enterotoxin. (see Fig. 5.). This fragment, representing the flanking DNA sequence, was then mixed with ligation with the Pstl-Bg1II fragment from plasmid pJBK21 containing the ampicillin-resistant gene. The resulting plasmid, PJBK54, contained a Vibrio chromosomal DNA sequence of approximately 17 kb in length with the ampicillin-resistant gene replaced by the deleted enterotoxin genes. The modified region in the chromosomal DNA was then cloned into a plasmid, which can be easily activated in V. cholerae. Plasmid pRK290 [Ditta, G. et al. Proc. Nat. Acad Sci. 77, 7347 (1980)] refers to plasmids of the incompatibility group P and has only one EcoRI site into which the plasmid pJBK54 was cloned (Fig. 6). The resulting plasmid pJBK55 was then crossed with strain V. cholerae N16961 using the conjugative plasmid pRK2013. As a result, V. cholerae N 16961 (pJBK55) (Ap r -ampicillin-resistant phenotype) was obtained.
Пример 3
Рекомбинация in vivo
Мутантные холерогены, после конъюгативного генного переноса, как описано в Примере 2, присутствовали теперь во внехромосомальном состоянии в штамме V. cholerae N 16961 (см. фиг. 1). При очень низкой частоте повторяемости (возможно от 10-6 до 10-8), гомологичные фланкирующие ДНК-последовательности образуют конъюгационную пару в хромосоме (см. фиг. 7). Этот редкий результат приводит к замене области с делетированным энтеротоксином на плазмиде на ctx-гены на хромосоме. Для отбора этого редкого результата, использовали феномен плазмидной несовместимости[Ruvkin, G.B., см.ранее]. Плазмиды можно разделить на группы несовместимости от A до W, на основе их способности удерживаться в устойчивом состоянии вместе в одной и той же клетке. Если две плазмиды не могут стабильно существовать вместе в той же самой клетке, они несовместимы и принадлежат к одной и той же группе несовместимости возможно потому, что они используют одинаковый механизм репликации в клетке. При избирательном использовании фактора антибиотикоустойчивости, присутствующего на одной плазмиде, а не на другой, можно отобрать тот тип из этих двух несовместимых плазмид, который будет совместимым. Плазмида pJBK55, вследствие того, что происходит из плазмиды pRK290, также принадлежит к группе P (Inc). R702 также принадлежит к группе P (Inc) и содержит маркер устойчивости к канамицину, тетрациклину, сульфонамиду, и стрептомицину, но не к ампициллину. При скрещивании pR702 (SuR) в штамме N16961 (pJBK55) (Aрr) и отборе на среде содержащей как ампициллин, так и сульфонамид, отобрали клетки, в которых маркер ампициллиноустойчивости вставляли в хромосому, а маркер устойчивости к сульфонамиду оставался на плазмиде R702, поскольку pR702 и pJBK55 несовместимы (см. фиг. 2). Полученный штамм JBK56 (фиг. 3) содержал маркер ампициллиноустойчивости, и энтеротоксин, обнаруживаемый отрицательную реакцию в анализе с использованием адреночувствительных Y-1 типа клеток и с помощью Gm1 в твердофазном иммуноферментном анализе (ELISA). Кроме того, когда хромосомальную ДНК гибридизировали с ДНК-зондами, содержащими клон генов холерного энтеротоксина, JBK56 обнаруживал отрицательную реакцию, что подтверждает предположение о полной делеции генов энтеротоксина.Example 3
In vivo recombination
Mutant cholerogens, after conjugative gene transfer, as described in Example 2, were now present in an extrachromosomal state in strain V. cholerae N 16961 (see Fig. 1). At a very low frequency of repeatability (possibly from 10 -6 to 10 -8 ), homologous flanking DNA sequences form a conjugation pair on the chromosome (see Fig. 7). This rare result leads to the replacement of the region with deleted enterotoxin on the plasmid by ctx genes on the chromosome. To select this rare result, the plasmid incompatibility phenomenon was used [Ruvkin, GB, see earlier]. Plasmids can be divided into incompatibility groups from A to W, based on their ability to stay in a stable state together in the same cell. If two plasmids cannot stably exist together in the same cell, they are incompatible and belong to the same incompatibility group, possibly because they use the same replication mechanism in the cell. With the selective use of the antibiotic resistance factor present on one plasmid, and not on the other, it is possible to select the type of these two incompatible plasmids that will be compatible. Plasmid pJBK55, due to what is derived from plasmid pRK290, also belongs to the P group (Inc). R702 also belongs to group P (Inc) and contains a marker of resistance to kanamycin, tetracycline, sulfonamide, and streptomycin, but not to ampicillin. When pR702 (Su R ) was crossed in strain N16961 (pJBK55) (Ap r ) and selected on a medium containing both ampicillin and sulfonamide, cells were selected in which the ampicillin resistance marker was inserted into the chromosome and the sulfonamide resistance marker remained on plasmid R702, since pR702 and pJBK55 are incompatible (see FIG. 2). The resulting JBK56 strain (Fig. 3) contained an ampicillin resistance marker and enterotoxin, a negative reaction detected in the analysis using adreno-sensitive Y-1 cell types and using Gm 1 in an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). In addition, when chromosomal DNA was hybridized with DNA probes containing a clone of the cholera enterotoxin genes, JBK56 detected a negative reaction, which confirms the assumption of a complete deletion of enterotoxin genes.
Фактор антибиотикоустойчивости, кодируемый на R702 был элиминирован (удален) путем отбора самопроизвольно исправленной копии плазмиды, утраченной в указанной плазмиде (это событие возникало при частоте приблизительно 1 на 2000). The antibiotic resistance factor encoded on R702 was eliminated (deleted) by selection of a spontaneously corrected copy of the plasmid lost in the indicated plasmid (this event occurred at a frequency of approximately 1 in 2000).
Пример 4
Элиминация селектируемого маркера из примера 1
Для элиминации фактора ампициллиноустойчивости, конструировали плазмиду, производную из плазмиды pJBK55, в которой гены, кодирующие устойчивость к ртути (Hgr) из R100 были клонированы в PstI-сайте гена Ap, таким образом инактивируя инсерцией фактора ампициллиноустойчивости. Эту производную плазмиду затем скрещивали в V. cholerae JBK56, в присутствии pR702 и осуществляли отбор, как описано ранее для маркера Hgr, Aps V. cholerae. Конечный продукт, штамм V. cholerae JBK70, был чувствителен ко всем проверенным антибиотикам, устойчив к ртути, и по фенотипу токсин-отрицательный. В его хромосомальной ДНК не отмечено обнаруживаемой способности к гибридизации с ДНК-зондами, содержащими гены холерного энтеротоксина. Вкратце о секвенировании ДНК полной хромосомы, JBK70, по-видимому не имеет значимых отличий от родительского штамма N16961, за исключением делеции генов энтеротоксина и вставки гена ртутной устойчивости и инактировании ампициллиноустойчивого гена. Такой штамм не реверсирует в токсикогенное состояние, потому что гены энтеротоксина претерпели не просто мутации, а были полностью утрачены (делетированы).Example 4
The elimination of breeding marker from example 1
To eliminate ampicillin resistance factor, a plasmid derived from pJBK55 plasmid was constructed in which genes encoding mercury resistance (Hg r ) from R100 were cloned at the PstI site of the Ap gene, thus inactivating the insertion of ampicillin resistance factor. This derivative plasmid was then crossed in V. cholerae JBK56, in the presence of pR702, and selection was performed as previously described for the Hg r marker, Ap s V. cholerae. The final product, strain V. cholerae JBK70, was sensitive to all proven antibiotics, resistant to mercury, and toxin-negative by phenotype. In his chromosomal DNA, there was no detectable hybridization ability with DNA probes containing cholera enterotoxin genes. Briefly, DNA sequencing of the full chromosome, JBK70, does not seem to have significant differences from the parent strain N16961, with the exception of deletion of the enterotoxin genes and insertion of the mercury resistance gene and inactivation of the ampicillin-resistant gene. Such a strain does not reverse to a toxicogenic state, because the enterotoxin genes underwent not only mutations, but were completely lost (deleted).
Пример 5
Конъюгативный перенос гена для обеспечения антитоксического иммунитета.Example 5
Conjugative gene transfer to provide antitoxic immunity.
В случае когда, как антибактериальный иммунитет, так и антитоксический иммунитет необходимы для синергизма, из плазмиды JBK70 можно сконструировать новую плазмиду для продуцирования только лишь B-субъединицы холерного энтеротоксина. С этой целью, получали генный продукт энтеротоксина, продуцирующий только лишь B-субъединицу и в котором утрачены гены субъединицы A (фиг. 8). HpaII-фрагмент, вырезанный из плазмиды pJBK16, содержащий B структурный ген, клонировали в фаговый клонирующий вектор, М13mp7, вставленный между сайтом BamHI и EcoRI на любой стороне гена (фиг. 8). Фрагмент, фланкированный вновь BamHI-сайтами клонировали в плазмиду pMS 9, которая содержала очень активный trp-промотор. Размещение B-субъединичных генов в области регуляции транскрипции мощного промотора позволяет обеспечить высокую продукцию B-антигена. Из исследованных клонов, приблизительно 50% не синтезировало никакого антигена. Этот установленный факт отражает две возможных ориентации клонированной генной инсерции - одна транскрипционно-активная, другая - обратная. Одну плазмиду, производную из pJBK51, которая продуцировала B- субъединицу, скрещивали в штамме Vibrio cholerae JBK70, и как было обнаружено, она вырабатывала значительно большее количество B- антигена, чем родительский штамм N 16961, что привело к получению мутанта JBK70 (pJBK51). Другие только B-секретирующие мутанты получали с использованием различных промоторов, включая P1- промотор, и оценку любой существенной разницы экспресии их in vivo можно провести на соответствующих моделях.In the case when both antibacterial immunity and antitoxic immunity are necessary for synergism, a new plasmid can be constructed from plasmid JBK70 to produce only the B subunit of cholera enterotoxin. For this purpose, an enterotoxin gene product was obtained that produces only the B subunit and in which the A subunit genes are lost (Fig. 8). The HpaII fragment excised from the pJBK16 plasmid containing the B structural gene was cloned into a phage cloning vector, M13mp7, inserted between the BamHI site and EcoRI on either side of the gene (Fig. 8). The fragment flanked again by BamHI sites was cloned into plasmid pMS 9, which contained a very active trp promoter. Placing B-subunit genes in the region of transcription regulation of a powerful promoter allows for high production of B-antigen. Of the investigated clones, approximately 50% did not synthesize any antigen. This established fact reflects two possible orientations of the cloned gene insertion - one transcriptionally active, the other the opposite. One plasmid derived from pJBK51 that produced the B subunit was crossed in the Vibrio cholerae JBK70 strain and was found to produce a significantly higher amount of B antigen than the parent strain N 16961, resulting in the JBK70 mutant (pJBK51). Other only B-secreting mutants were obtained using various promoters, including the P 1 promoter, and any significant difference in their in vivo expression could be evaluated using appropriate models.
Пример 6
Колонизация тонкого кишечника новорожденной мыши с использованием штамма JBK70 без реверсии к токсикогенности.Example 6
Colonization of the small intestine of a newborn mouse using strain JBK70 without reversion to toxicogenicity.
Мыши-сосунки (весом 2,0-3,5 г) отнимались от матерей и держались натощак в течение примерно от 3 до 8 часов. Затем четырем из них вводили инокулят на 1 день per os (через рот) в живот с помощью иглы 22-граммового микрошприца. Инокулят содержал примерно 108 CFU (колониеобразующие единицы/мышь) штамма JBK70 в объеме от 0,05 мл до 0,1 мл. Инокулят приготавливали в бульоне с сердечно-мозговой вытяжкой практически по методике, описанной Baselski, V. и другими, см. ранее. Инокулят содержал также примерно 0,01% Эванса синего. Наличие этого красителя в животе животного, как можно было видеть через стенки брюшной полости, свидетельствовало о надлежащей доставке инокулята. Введение Эванса синего прервали через день для того, чтобы исключить ингибирование активности JBK70.Sucker mice (weighing 2.0-3.5 g) were weaned from their mothers and held on an empty stomach for about 3 to 8 hours. Then, four of them were injected with the inoculum for 1 day per os (through the mouth) into the abdomen using a 22-gram microsyringe needle. The inoculum contained approximately 10 8 CFU (colony forming units / mouse) of JBK70 strain in a volume of 0.05 ml to 0.1 ml. The inoculum was prepared in a cardiopulmonary broth almost according to the procedure described by Baselski, V. and others, see earlier. The inoculum also contained approximately 0.01% Evans blue. The presence of this dye in the abdomen of the animal, as could be seen through the walls of the abdominal cavity, indicated the proper delivery of the inoculum. The introduction of Evans blue was interrupted every other day in order to exclude the inhibition of JBK70 activity.
Последующие инокуляции проводили методом "мышь-в-мышь"(МХМ), или в альтернативном варианте, "мышь-на-планшет-в-мышь" (МХРХМ), однако необходимы были различные процедуры для приготовления инокулята, по сравнению со схемой прививки Baselski на 1 день. Subsequent inoculations were performed with the mouse-in-mouse (MXM) method, or alternatively, mouse-on-tablet-in-mouse (MXMX), however, different procedures were necessary for preparing the inoculum compared to the Baselski vaccination schedule for 1 day.
Для приготовления МХМ-инокулята, слепую кишку рассекали от живота до заднего прохода при соблюдении стерильности. Образец взвешивали, помещали в стакан с гомогенизатором, и прибавляли приблизительно 0,5 мл бульона с сердечно-мозговой вытяжкой. Полученную смесь быстро растирали до гомогенного состояния пестиком из тефлона до полного лизиса ткани. Полученную клеточную суспензию использовали для прививки приблизительно 108 CFU в каждую новорожденную мышь. Проверку на чистоту проверяли методом штриховой разводки на MEA-агаровых чашках (с мясным экстрактом), при этом не добавляли красителя Эванса синего.To prepare the MXM inoculum, the cecum was dissected from the abdomen to the anus, subject to sterility. The sample was weighed, placed in a beaker with a homogenizer, and approximately 0.5 ml of cardiac extract broth was added. The resulting mixture was quickly triturated to a homogeneous state with a teflon pestle until complete tissue lysis. The resulting cell suspension was used to inoculate approximately 10 8 CFU in each newborn mouse. The purity test was checked by bar-wiring on MEA agar plates (with meat extract) without the addition of Evans Blue dye.
Для приготовления МХРХМ-инокулята, использовали стерильную петлю для переноса клеток из MEA-агаровой чашки в бульон с сердечно-мозговой вытяжкой. Приблизительно 1011 CFU/мл добавляли к 1 мл BHI-бульона для получения густой клеточной суспензии. Смесь доводили до гомогенного состояния, и дозу 0,05-0,1 мл (приблизительно 1010 CFU) прививали per os в каждую новорожденную мышь. Краситель Эванс синий добавляли.To prepare the MXRXM inoculum, a sterile loop was used to transfer cells from the MEA agar plate to a cardiac extract broth. Approximately 10 11 CFU / ml was added to 1 ml of BHI broth to obtain a thick cell suspension. The mixture was brought to a homogeneous state, and a dose of 0.05-0.1 ml (approximately 10 10 CFU) was inoculated per os in each newborn mouse. Evans blue dye was added.
Для проведения всех серий прививок мышей держали в лабораторных стаканах при комнатной температуре 73-76oF (по Фаренгейту). Стаканы помещали в пластмассовую коробку, которая была неплотно закрыта для поддержания температуры немного выше комнатной, 78oF.For all series of vaccinations, mice were kept in beakers at room temperature 73-76 o F (Fahrenheit). The glasses were placed in a plastic box, which was loosely closed to maintain the temperature slightly above room temperature, 78 o F.
Как видно из результатов, в кишечнике присутствовало достаточное количество инфицированных клеток для прививки следующего животного, при исследовании клеток методом штрихования на MEA-чашках. Таким образом, штамм Vibrio cholerae JBK70 обладает способностью к колонизации тонкой кишки новорожденных мышей. Кроме того, накопление жидкого содержимого (FA) не возрастало, поскольку не отмечено существенного увеличения показателя FA (показатель FA больше или равен 0,065 - накопление серопозитивной жидкости). As can be seen from the results, a sufficient number of infected cells were present in the intestine for vaccination of the next animal, when the cells were examined by hatching on MEA plates. Thus, the strain Vibrio cholerae JBK70 has the ability to colonize the small intestine of newborn mice. In addition, the accumulation of liquid content (FA) did not increase, since there was no significant increase in the FA index (FA index is greater than or equal to 0.065 - accumulation of seropositive fluid).
Пример 7
Конструирование штамма V. cholerae CVD 101 с делецией фрагмента рестрикцией в локусе гена кодирующего A-субъединицу.Example 7
Construction of strain V. cholerae CVD 101 with deletion of the restriction fragment at the locus of the gene encoding the A-subunit.
Другой классический штамм, выбранный для аттенуации, относился к штамму 395 Vibrio cholerae серотипа Огава (альтернативно обозначенный "395") который, подобно штамму N 16961, был апробирован в широкомасштабных экспериментах с участием добровольцев, и который, как установлено, вызывает устойчивый защитный иммунитет [Levine, М.М.Immunity to cholera as evaluated in volunteers, " в работе Cholera and Related Diarrheas: 43rd Nobel Symposium, Stockholm, 1978. (O. Ouchteriong & J. Holmgren, eds.) Basel: S. Karger, pp. 195-2-3 (1980); Levine, M.M и другие. Acute Enteric, см.ранее (1981)]. Используемая для аттенуации штамма 395 методика не отличалась существенно от используемой для ослабления штамма N 16961 (как описывалось ранее в Примерах 1-5). На первом этапе проводили клонирование и картирование двух копий холерного энтеротоксина штамма 395. В результате блот-гибридизации по методу Саузерна было обнаружено 2 фрагмента HindIII длиной примерно 16 и 12 п.О., каждый из которых гибридизовался с клонированными генами холерного энтеротоксина. Указанные фрагменты очищали методом элекрофореза на агарозном геле и затем клонировали в гидролизованную плазмиду pBR325 рестриктазой HindIII, обработанную щелочной фосфатазой (фиг.9). Полученные рекомбинантные плазмиды, содержащие гены энтеротоксина, обозначили как pCVD14 и pCVD15. Another classic strain selected for attenuation was
Плазмиды pCVD14 и pCVD15 затем картировали эндонуклеазами рестрикции. В результате картирования обнаружили фрагмент XbaI-ClaI длиной примерно 550 п. о., содержащий полную последовательность оснований субъединицы A1 за исключением кодонов первых 10 аминокислотных остатков A1. Этот XbaI-ClaI-фрагмент был вырезан in vitro из обоих плазмид pCVD14 и pCVD15 серией манипуляций, показанных на фиг. 10 на примере плазмиды pCVD15. В результате первого частичного гидролиза ClaI получили популяцию линейных ДНК-молекул, в которых был вырезан только лишь один из 5 ClaI-сайтов. В следующей стадии концы линейных молекул заполняли брешью с использованием ДНК-полимеразы для получения тупых концов. XbaI-линкеры сшивали по тупым концам ClaI-сайтов с выходом популяции молекул, к которым прибавляли XbaI-рестриктазу для удаления линкера. Затем вводили ген устойчивости к тетрациклину на XbaI-фрагменте и лигировали. После переноса генов в штамм К-12 E. Coli и отбора на устойчивость к тетрациклину, исследовали содержимое плазмиды для определения количества полученных трансформантов. Было обнаружено большое множество делеционных мутаций, которые в одном или нескольких XbaI - ClaI фрагментах содержали делеции. Был отобран один делеционный мутант, у которого отсутствовал только лишь фрагмент ClaI- XbaI, длиной 550 п.о., содержащий ген A1. Этот делеционный мутант, обозначенный как pCVD25, очищали, гидролизовали рестриктазой XbaI и повторно лигировали для удаления гена устойчивости к тетрациклину. Полученный клон, pcVD 30. обнаруживал отрицательную реакцию на голотоксин, как измерено в анализе с использованием адреночувствительных Y-1 типа клеток [Sack D.A. и другие, см. ранее, (1975)], но положительную на продукцию B-субъединицы, измеренной методом твердофазного иммуноферментного анализа ELISA [Sack D.A. и другие, см. ранее (1980)], и в котором были утрачены гены устойчивости к A1, о чем свидетельствовали результаты ДНК- гибридизации с использованием меченого A1-зонда. Фрагмент HindIII, содержащий мутацию с делеций энтеротоксина, затем клонировали в pJBK85, Tc-чувствительной, Cm-устойчивой плазмиды, производной из pJBK108. Полученную плазмиду обозначили как pJBK108.Plasmids pCVD14 and pCVD15 were then mapped to restriction endonucleases. As a result of mapping, an approximately 550 bp XbaI-ClaI fragment was found containing the complete base sequence of the A 1 subunit, with the exception of the codons of the first 10 amino acid residues A 1 . This XbaI-ClaI fragment was excised in vitro from both plasmids pCVD14 and pCVD15 by the series of manipulations shown in FIG. 10 by the example of plasmid pCVD15. As a result of the first partial hydrolysis of ClaI, a population of linear DNA molecules was obtained in which only one of the 5 ClaI sites was excised. In the next step, the ends of the linear molecules were filled with a gap using DNA polymerase to obtain blunt ends. XbaI linkers were crosslinked at the blunt ends of ClaI sites to yield a population of molecules to which XbaI restrictase was added to remove the linker. Then, the tetracycline resistance gene was introduced on the XbaI fragment and ligated. After transferring the genes to E. Coli strain K-12 and selecting for tetracycline resistance, the contents of the plasmid were examined to determine the amount of transformants obtained. A large number of deletion mutations have been found that contain deletions in one or more XbaI - ClaI fragments. One deletion mutant was selected that lacked only a 550 bp ClaI-XbaI fragment containing the A 1 gene. This deletion mutant, designated pCVD25, was purified, hydrolyzed with XbaI restriction enzyme and re-ligated to remove the tetracycline resistance gene. The resulting clone,
Отсутствие селектируемого маркера в делеционной мутации энтеротоксина в PJBK108 потребовало модификации метода, используемого ранее для аттенуации штамма N16961 Эль Тор. Для выполнения элиминации Ai-генов из штамма 395, HindIII-фрагмент, вырезанный из плазмиды pCVD15 клонировали в PJBK85, в результате чего получили плазмиду pJBK88 (фиг. 11). Ген устойчивости к тетрациклину на XbaI-фрагменте затем клонировали в XbaI-сайт в области A1-гена плазмиды PJBK88 с получением производной плазмиды pJBK107. Этот маркерный ген устойчивости к тетрациклину затем рекомбинировали в хромосому штамма 395, по методике, используемой ранее для получения pJBK56 V. cholerae. PJBK107 (Tcr, Cmr) переносили в штамм 395 и затем вводили вторую Inc P-плазмиду, pR751 (Tpr). В результате отбора колоний по Tcr, Tpr, Cmr получили штамм JBKI 13 V.cholerae, который содержал тетрациклиноустойчивые гены в обеих хромосомальных копиях энтеротоксина. PJBK 108, содержащую делеционную мутацию, затем вводили в V. cholerae JBK 113. Гомологичная рекомбинация делеционной мутации в хромосоме приводит к потере последовательностей A1-гена, результат, обнаруживаемый по утрате фактора устойчивости к тетрациклину. Поскольку рекомбинация происходит даже при очень низкой частоте повторяемости, использовали процедуру обогащения тетрациклиночувствительных клеток в популяции клеток, устойчивых к тетрациклину. B этой методике обогащения принимали за основу тот факт, что тетрациклин относится к бактериостатическим антибиотикам, в то время как ампициллин и Д-циклосерин относятся к бактерицидам. В соответствии с этим, культуру штамма V. cholerae JBK113, содержащего плазмиду pJBK108 инкубировали в течение 3 часов при температуре 37oC в 1 л бульона, содержащего 2 мкг/мл тетрациклина, 50 мкг/мл ампициллина и 50 мкг/мл Д-циклосерина. К 3 часу, большая часть тетрациклиноустойчивых клеток была убита, а тетрациклиночувствительные клетки выявляли путем посева культуры на L-агар и получением реплики на L-агаре с тетрациклином. Тетрациклиночувствительные колонии затем проверяли на присутствие A1-генов методом ДНК-гибридизации. Один чувствительный к тетрациклину штамм с делецией обеих копий гена A1-субъединицы обозначили как V. cholerae CVD101 и исследовали на активность продуцирования B-субъединицы методом твердофазного иммуноферментного анализа ELISA [Sack, см. ранее]. V. cholerae CVD101, как было установлено, достоверно продуцирует B-субъединицу энтеротоксина на уровнях эквивалентных родительскому вирулентному штамму 395 V. cholerae.The absence of a selectable marker in the deletion mutation of enterotoxin in PJBK108 required modification of the method previously used to attenuate El Tor strain N16961. To perform the elimination of Ai genes from
Пример 8
Последовательность ДНК генов энтеротоксина.Example 8
Enterotoxin DNA gene sequence.
Была определена полная ДНК последовательность генов энтеротоксина V. cholerae Инаба 62746, часть из которых сообщалась Lockman, et al. J. Biol. Chem. 258, 13722 (1983). Картирование плазмид pCVD14 и pCVD15 рестрикцией эндонуклеазой показало, что последовательности, обнаруженные в штамме 62746, также присутствуют в генах энтеротоксина штамма 395. Предсказанное скрещивание после делеции фрагмента Xba1-Cla1, длиной 550 п.о., но с введением в последовательность Xba1-линкера, показано на фиг. 12. Xba1-сайт последовательности холерного энтеротоксина охватывает 10 и 11 аминокислотных остатков структурного гена A1 (не считая 18 аминокислот главной последовательности A1).The complete DNA sequence of the V. cholerae Inaba 62746 enterotoxin genes was determined, some of which were reported by Lockman, et al. J. Biol. Chem. 258, 13722 (1983). Mapping of plasmids pCVD14 and pCVD15 by restriction with an endonuclease showed that the sequences found in strain 62746 are also present in the enterotoxin genes of
Пример 9
Конструирование Штамма V.cholerae, содержащего делецию области плотного контакта (zonal occludens) энтеротоксина в CVD101.Example 9
Construction of Strain V. cholerae containing a deletion of the area of tight contact (zonal occludens) of enterotoxin in CVD101.
Мутант с делецией zot-гена V. cholerae получали аналогичным методом, который описан ранее в примере 7 для штамма CVD101. Zot-ген содержится в рекомбинантной плазмиде pBB68. PBB68 состоит из фрагмента хромосомальной ДНК по EcoRI-PbrI-сайту, вырезанного V. cholerae 569B, который содержит zot-ген и ctx- гены, имеющие делецию XbaI-ClaI-фрагмента длиной 550 п.о. StuI- AccI-фрагмент длиной 575 пар оснований вырезают in vitro из плазмиды pBB68 при гидролизе рестриктазами StuI и AccI-сайта с получением молекул с тупыми концами путем заполнения бреши ДНК- полимеразой. (В результате происходит делеция 48% из 1199 пар оснований zot-гена). Одну половину образца лигировали с геном устойчивости к тетрациклину (чужеродного происхождения), в результате чего был получен селектируемый маркер. A mutant with a deletion of the zot gene of V. cholerae was obtained by a similar method as described previously in example 7 for strain CVD101. The Zot gene is contained in the recombinant plasmid pBB68. PBB68 consists of a chromosomal DNA fragment at the EcoRI-PbrI site excised by V. cholerae 569B, which contains the zot gene and ctx genes having a 550 bp XbaI-ClaI fragment deletion. The StuI-AccI fragment of 575 bp in length was cut in vitro from the plasmid pBB68 by hydrolysis with StuI restriction enzymes and the AccI site to obtain blunt-ended molecules by filling the gaps with DNA polymerase. (The result is a deletion of 48% of 1199 base pairs of the zot gene). One half of the sample was ligated with the tetracycline resistance gene (foreign origin), resulting in a selectable marker.
Делеционный мутант zot-гена, сконструированный in vitro, как описано выше, вставляли в хромосому V. cholerae CVD101 по методике, используемой для конструирования делеционного мутанта ctx в штамме CVD101. Тетрациклиноустойчивый клон, полученный выше, клонировали в Inc P-плазмиду pJBK85. Эту плазмиду (Tcr, Cmr) переносили в штамм CVD101 с последующим отбором генотипа Tcr. Затем вводили вторую Inc P-плазмиду, pR751 (Tpr). В результате отбор колонии на Tcr, Tpr, Cmr получили штаммы V. cholerae, где произошла перекрестная рекомбинация между Tcr геном и zot-геном.An in vitro deletion zot gene mutant as described above was inserted into the V. cholerae CVD101 chromosome according to the procedure used to construct the ctx deletion mutant in strain CVD101. The tetracycline resistant clone obtained above was cloned into the Inc P-plasmid pJBK85. This plasmid (Tc r , Cm r ) was transferred to strain CVD101, followed by selection of the Tc r genotype. Then, the second Inc P plasmid, pR751 (Tp r ), was introduced. As a result, colony selection for Tc r , Tp r , and Cm r resulted in strains of V. cholerae, where cross recombination between the Tc r gene and the zot gene occurred.
Плазмиду, содержащую делеционный мутант StuI-AccI без Tcr гена, затем переносили в штамм V. cholerae с геном Tr. Гомологичная рекомбинация делеционного мутанта в хромосому привела к потере последовательностей гена zot, результат обнаруживаемый по отсутствию колоний с Tcr. Tcr-колонии отбирали и скринировали на потерю zot-последовательностей методом ДНК-гибридизации с использованием StuI-AccI-фрагмента в качестве зонда.A plasmid containing the StuI-AccI deletion mutant without the Tc r gene was then transferred to the V. cholerae strain with the T r gene. Homologous recombination of the deletion mutant into the chromosome led to the loss of zot gene sequences, the result being revealed by the absence of colonies with Tc r . Tc r colonies were selected and screened for loss of zot sequences by DNA hybridization using the StuI-AccI fragment as a probe.
Пример 10
Конструирование Штамма CVD109 V. cholerae с делетированными последовательностями, кодирующими энтеротоксины V. cholerae и энтеротоксин зоны плотного контакта Zonula Occludens.Example 10
Construction of Strain CVD109 V. cholerae with deleted sequences encoding enterotoxins V. cholerae and enterotoxin tight contact zone Zonula Occludens.
Конструирование ослабленного V. cholerae CVD109 (АТСС # 55057) включает манипуляцию введения клонированной ДНК- последовательностей Vibrio вместе с последовательностями, кодирующими селектируемый маркер в хромосому вирулентного штамма V. cholerae. Первоначальное событие рекомбинации in vivo гомологичных последовательностей из рекомбинантной плазмиды в хромосому обеспечивает селектируемый маркер в этом сайте. The construction of attenuated V. cholerae CVD109 (ATCC # 55057) involves manipulating the insertion of the cloned Vibrio DNA sequences together with the sequences encoding a selectable marker on the chromosome of the virulent strain V. cholerae. An initial in vivo recombination event of homologous sequences from a recombinant plasmid to a chromosome provides a selectable marker at this site.
Второе событие in vivo рекомбинации между гомологичными фланкирующими последовательностями ДНК приводит к вырезанию обученных генов из хромосомы с получением конечного продукта, который является делеционным мутантом. На фиг. 16 показана схема конструирования CVD109. Zot и ctx гены расположены рядом друг с другом на хромосоме V. cholerae. Многократные копии последовательностей ДНК длиной 2700 п.о., названные как RS1-элементы (в виде повторяющейся последовательности) содержат на обоих концах гены zot и ctx в вирулентном штамме V. cholerae E7946 (Эль Тор биотип, серотип Огава). На фиг. 16A, последовательности в локусах zot и ctx генов показаны большой незаштрихованной или заштрихованной стрелкой. RS1-последовательности показаны маленькой, сплошной стрелкой. Рекомбинантная плазмида pCVD51 (фиг. 16A), содержит клонированные zot/ctx последовательности (незаштрихованная стрелка), которые гомологичны хромосомальным zot/ctx последовательностям (показанным на фиг. 16A заштрихованной стрелкой) и содержат селектируемый маркер, ампициллиноустойчивый ген (Apr). Вектор плазмиды, в который клонировали Vibrio ДНК-последовательности является плазмидой pGP704 (Miller и Mekalanos J. Bact. 170, 2575- 2583 (1988)). Эта плазмида не способна к репликации во внехромосомальном состоянии в V. cholerae, но может реплицироваться совместно с совместимыми штаммами E. Coli. PCVD51 скрещивали с микроорганизмом из E. Coli с переносом в V. cholerae E7946. Поскольку эта плазмида не способна к репликации во внехромосомальном состоянии в V. cholerae, в результате отбора колоний с ампициллиноустойчивыми клетками получили штаммы, в которых плазмида, несущая Apr маркер, гомологично рекомбинирована в хромосому в сайте zot/ctx-последовательностей. (Точный участок рекомбинации, является ли он локусом гена zot или ctx-гена, неизвестен). В результате наступления события только одной перекрестной рекомбинации, (а не двойной перекрестной рекомбинации) получают структуру так называемую совместного объединения, которая показана на фиг. 16B.The second in vivo recombination event between homologous flanking DNA sequences leads to the excision of the trained genes from the chromosome to obtain the final product, which is a deletion mutant. In FIG. 16 shows a design diagram of a CVD109. Zot and ctx genes are located next to each other on the V. cholerae chromosome. Multiple copies of 2700 bp DNA sequences, named as RS1 elements (in the form of a repeating sequence) contain zot and ctx genes at both ends in the virulent strain V. cholerae E7946 (El Tor biotype, Ogawa serotype). In FIG. 16A, sequences at the zot and ctx loci of the genes are shown by a large unshaded or hatched arrow. RS1 sequences are shown by a small, solid arrow. The recombinant plasmid pCVD51 (Fig. 16A) contains cloned zot / ctx sequences (open hatched) that are homologous to the chromosomal zot / ctx sequences (shown in Fig. 16A by a dashed arrow) and contain a selectable marker, the ampicillin-resistant gene (Ap r ). The vector of the plasmid into which the Vibrio DNA sequence was cloned is plasmid pGP704 (Miller and Mekalanos J. Bact. 170, 2575-2583 (1988)). This plasmid is not capable of replication in the extrachromosomal state in V. cholerae, but can be replicated together with compatible strains of E. Coli. PCVD51 was crossed with a microorganism from E. Coli with transfer to V. cholerae E7946. Since this plasmid is not capable of replication in the extrachromosomal state in V. cholerae, strains were obtained by selection of colonies with ampicillin-resistant cells in which the plasmid carrying the Ap r marker was homologously recombined into the chromosome at the site of the zot / ctx sequences. (The exact recombination site, whether it is the locus of the zot gene or ctx gene, is unknown). As a result of the occurrence of only one cross-recombination event (and not double cross-recombination), the structure of the so-called joint association, which is shown in FIG. 16B.
RS1 - последовательности, фланкируюшие область генов zot и ctx имеют достаточную длину для обеспечения распознаваемой in vivo рекомбинации; внутримолекулярная рекомбинация между гомологичными RS1-элементами приводит к потере всех последовательностей между ними. Штамм V. cholerae с встроенной плазмидой, содержащий маркерный ген Apr выращивали при отсутствии ампициллина и затем отбирали колонии с фактором ампициллиноустойчивости Aps. Рекомбинация RS1-элементов, фланкирующая ctx и zot привела к потере вставочных последовательностей zot и ctx наряду с вектором плазмиды, содержащей Apr (фиг. 16C).RS1 — sequences flanking the zot and ctx genes are of sufficient length to allow for recognition of in vivo recombination; intramolecular recombination between homologous RS1 elements leads to the loss of all sequences between them. The strain V. cholerae with an integrated plasmid containing the Ap r marker gene was grown in the absence of ampicillin and then colonies with ampicillin resistance factor Ap s were selected. The recombination of RS1 elements flanking ctx and zot resulted in the loss of the insertion sequences zot and ctx along with the plasmid vector containing Ap r (Fig. 16C).
Колонии V.cholerae с фактором Aps, выращенные на вышеуказанных стадиях, скринировали методом ДНК-гибридизации на zot-последовательности. ДНК-зонд содержал фрагмент с сайтом рестрикции Stul-AccI длиной 575 п.о., образованный из клонированного zot-гена. Отбирали колонии, которые не гибридизовались с указанным ДНК-зондом, и затем исследовали на присутствие ctx-генов методом ДНК-гибридизации с использованием зонда с ctx-геном. Результаты гибридизации подтверждали потерю локусов генов zot и ctx. Один типичный представитель штамма был спасен и обозначен как штамм CVD109. На фиг. 160 изображена хромосома клеток линии CVD109, в которой делетированы zot и ctx-последовательности, но сохранена одна копия RS1-элемента. (Плазмида, показанная на фиг. 160, утрачена в конечном штамме, содержащем Aps, но изображена только в качестве иллюстрации второго события перекрестной рекомбинации. Этот промежуточный продукт потерян самопроизвольно, поскольку эта плазмида не способна к репликации во внехромосомальном состоянии в V. cholerae).Colonies of V. cholerae with factor Ap s grown in the above steps were screened by DNA hybridization on a zot sequence. The DNA probe contained a fragment with a 575 bp Stul-AccI restriction site formed from a cloned zot gene. Colonies that did not hybridize with the indicated DNA probe were selected and then tested for the presence of ctx genes by DNA hybridization using a probe with ctx gene. Hybridization results confirmed the loss of zot and ctx gene loci. One representative strain was rescued and designated as strain CVD109. In FIG. 160 shows the chromosome of cells of the CVD109 line in which zot and ctx sequences are deleted, but one copy of the RS1 element is saved. (The plasmid shown in Fig. 160 was lost in the final strain containing Ap s , but is shown only as an illustration of the second cross-recombination event. This intermediate was lost spontaneously because this plasmid is not capable of replication in the extrachromosomal state in V. cholerae) .
Пример 11
Конструирование Штамма CVD110-а V. cholerae с делециями последовательностей, кодирующих A и B субъединицы энтеротоксина V. cholerae и энтеротоксина зоны плотного контакта (zonula occludens), и вставка гена устойчивости к ртути и ДНК-последовательности, кодирующей B-субъединицы энтеротоксина V. cholerae.Example 11
Construction of the V. cholerae CVD110-a strain with deletions of sequences encoding A and B of the V. cholerae enterotoxin subunit and tight contact zone enterotoxin and insertion of the mercury resistance gene and the DNA sequence encoding the V. cholerae enterotoxin B subunit .
CVD110 (АТСС # 55188) конструировали непосредственно из V. cholerae CVD109, который были описан ранее. У штамма V. cholerae CVD109 делетированы как A-, так и B-субъединица холерного энтеротоксина (CT), а также ген zot и ген устойчивости к ртути. Фрагмент гена, содержащий маркерный ген B-субъединицы холерного энтеротоксина (ctxB) и маркер устойчивости к ртути конструировали in vitro. Эту конструкцию затем вставляли в хромосому штамма CVD109, причем целенаправленно в гемолизиновый ген. Таким образом, конечный вакцинный штамм CVD110, вызывает продукцию B-, но не A-субъединицы холерного энтеротоксина, устойчив к ртути и не продуцирует тип HlyA-белка (гемолизин). CVD110 (ATCC # 55188) was constructed directly from V. cholerae CVD109, which was previously described. In strain V. cholerae CVD109, both the A- and B-subunit of cholera enterotoxin (CT), as well as the zot gene and mercury resistance gene, were deleted. A gene fragment containing the marker gene of the B-subunit of cholera enterotoxin (ctxB) and a marker of mercury resistance were constructed in vitro. This construct was then inserted into the chromosome of strain CVD109, and targeted to the hemolysin gene. Thus, the final vaccine strain CVD110, induces the production of the B- but not the A-subunit of cholera enterotoxin, is resistant to mercury and does not produce the type of HlyA protein (hemolysin).
Конструирование B-субъединицы холерного энтеротоксина: ctxB и ctx промоторные фрагменты получали из плазмиды pCVD30, которая описана в примере 7. Эта плазмида pCVD30 содержит делецию ctxA-гена. Фрагмент длиной 1.4 т.п.о, содержащий ctxB-ген и ctx-промотор, но утрачен zot-ген, была получена гидролизом pCVD30 с рестриктазой HinP1 и HaeIII. Полученный фрагмент обрабатывали с T4 ДНК-полимеразой для получения его с тупыми концами и синтетические KpnI линкерные последовательности сшивали с указанным фрагментом. Затем фрагмент клонировали в вектор плазмиды pCVD315[Galen, и другие. Advances in Researchon Cholera and Related Diarrheas, vol.7(Sack и другие, eds.) стр. l43-153 (1990)]. Вектор плазмиды pCVD315 не имеет никаких значимых различий от используемых для этой цели векторов кроме того, что содержит KpnI-сайт. Полученную векторную плазмиду, содержащую ctxB-ген обозначили как pCVD621 (фиг. 18). Construction of the B-subunit of cholera enterotoxin: ctxB and ctx promoter fragments were obtained from plasmid pCVD30, which is described in example 7. This plasmid pCVD30 contains a deletion of the ctxA gene. A 1.4 kb fragment containing the ctxB gene and ctx promoter but the zot gene was lost was obtained by hydrolysis of pCVD30 with the restriction enzyme HinP1 and HaeIII. The resulting fragment was treated with T4 DNA polymerase to obtain it with blunt ends and synthetic KpnI linker sequences were crosslinked with the indicated fragment. The fragment was then cloned into the plasmid vector pCVD315 [Galen, et al. Advances in Researchon Cholera and Related Diarrheas, vol. 7 (Sack et al., Eds.) Pp. L43-153 (1990)]. The plasmid vector pCVD315 does not have any significant differences from the vectors used for this purpose except that it contains the KpnI site. The resulting vector plasmid containing the ctxB gene was designated as pCVD621 (Fig. 18).
Гены устойчивости к ртути: в качестве гена устойчивости ртути (mer) использовали маркер, аналогичный при конструировании V.cholerae JBK70. NcoI-StuI фрагмент длиной 4,2 т.п.о, содержащий ген mer был получен из плазмиды pDB7[Barrineau и другие, J. Molecular and Applied Genetics (1984) vol. 2, стр. 601, 619]. Фрагмент обрабатывали ДНК-полимеразой (фрагмент Кленова) для получения его с тупыми концами и синтетические KpnI линкерные последовательности сшивали с указанным фрагментом. Затем фрагмент клонировали в вектор плазмиды pCVD43.2 (источник неизвестен), которая является производным плазмиды pCVD43 [Kaper и другие. Advances in Researchon Cholera and Related Diarrheas, vol. 6 (Ohtomo и другие, eds.) стр. 161-167 (1988)]. PCVD43 содержит клонированные гемолизиновые гены (hlyA) V.cholerae с делецией HpaI-фрагмента длиной 400 п.о. внутри локуса hlyA. Делеция HpaI- фрагмента длиной 400 п. о. приводит к инактивации указанного [Kaper и другие. Advance, см. ранее, vol. 6] . Плазмида pCVD43.2 идентична pCVD43 за исключением того, что синтетический KpnI-линкер лигирован к только лишь одному HpaI-сайту плазмиды pCVD43. Объединенный клон mer-генов, вставленных в локус hylA гена обозначили как pCVD43.3. Genes for resistance to mercury: as a gene for resistance to mercury (mer), a marker similar to the one used in the construction of V. cholerae JBK70 was used. A 4.2 kb NcoI-StuI fragment containing the mer gene was obtained from the plasmid pDB7 [Barrineau et al., J. Molecular and Applied Genetics (1984) vol. 2, p. 601, 619]. The fragment was treated with DNA polymerase (Klenov fragment) to obtain it with blunt ends and synthetic KpnI linker sequences were crosslinked with the indicated fragment. Then the fragment was cloned into the vector of plasmid pCVD43.2 (source unknown), which is a derivative of plasmid pCVD43 [Kaper and others. Advances in Researchon Cholera and Related Diarrheas, vol. 6 (Ohtomo et al., Eds.) Pp. 161-167 (1988)]. PCVD43 contains the cloned hemolysin genes (hlyA) of V. cholerae with a 400 bp deletion of the HpaI fragment. inside the hlyA locus. Deletion of an HpaI fragment of 400 bp in length. leads to inactivation of the indicated [Kaper and others. Advance, see earlier, vol. 6]. The plasmid pCVD43.2 is identical to pCVD43 except that the synthetic KpnI linker is ligated to only one HpaI site of plasmid pCVD43. The combined clone of mer genes inserted at the hylA gene locus was designated as pCVD43.3.
Вставка ctxB и mer генов в CVD109: для переноса указанных генов в хромосому CVD109 использовали вектор плазмиды pGP704, который описан в примере 10. ClaI-Bg1II-фрагмент из плазмиды pCVD43.3, длиной 8.1 п.о, содержащий mer и hylA-гены клонировали в плазмиду pGP704 с получением плазмиды pJMK12 (фиг. 18). pJMK12 была частично гидролизована рестриктазой KpnI с выходом популяции линейных молекул, в которых вырезан только один из 3 KpnI-сайтов. Фрагмент плазмиды pCVD621, длиной 1,4 п.о. (описанный выше), содержащий ctxB-ген, затем лигировали с плазмидой pJMK12 с получением плазмиды pCVD622.2B. Относительное положение и ориентация вставленных генов показаны на фиг.18. Insert ctxB and mer genes into CVD109: to transfer these genes into the CVD109 chromosome, the plasmid vector pGP704, which is described in Example 10, was used. ClaI-Bg1II fragment from plasmid pCVD43.3, 8.1 bp in length, containing mer and hylA genes was cloned into plasmid pGP704 to obtain plasmid pJMK12 (Fig. 18). pJMK12 was partially hydrolyzed by the restriction enzyme KpnI to yield a population of linear molecules in which only one of the 3 KpnI sites was excised. A fragment of plasmid pCVD621, a length of 1.4 p. (described above) containing the ctxB gene was then ligated with plasmid pJMK12 to obtain plasmid pCVD622.2B. The relative position and orientation of the inserted genes is shown in Fig. 18.
Плазмиду PCVD622.2B затем переносили в V.cholerae CVD109 путем конъюгации из клеток-хозяина E.coli. Как уже указывалось в примере 10, pGP704 не способна к репликации во внехромосомальном состоянии в V.cholerae, но способна к репликации в дозволяющих клетках E.Coli. Поскольку pCVD622.2B не способна к репликации во внехромосомальном состоянии в V. cholerae, в результате отбора колоний с ампициллиноустойчивыми клетками [pGP 704 содержит ген, кодирующий устойчивость к ампициллину] получили штаммы, в которых плазмида pCVD622.2B, несущая Apr маркер, гомологично рекомбинирована в хромосому в сайте hylA-гена. [Она не способна к рекомбинации между ctx или zot-последовательностями ввиду утраты этих генов]. В результате события единичной перекрестной рекомбинации, (не двойной перекрестной рекомбинации) получают так называемую совместно интегрированную структуру или "меродиплоид" (эти термины используют попеременно), которая показана на фиг. 19B.Plasmid PCVD622.2B was then transferred to V. cholerae CVD109 by conjugation from E. coli host cells. As already indicated in Example 10, pGP704 is not capable of replication in an extrachromosomal state in V. cholerae, but is capable of replication in allowing E. Coli cells. Since pCVD622.2B is unable to replicate in an extrachromosomal state in V. cholerae, strains in which the plasmid pCVD622.2B carrying the Ap r marker is homologous were obtained by selection of colonies with ampicillin-resistant cells [pGP 704 contains the gene encoding resistance to ampicillin] recombined into the chromosome at the site of the hylA gene. [She is not capable of recombination between ctx or zot sequences due to the loss of these genes]. As a result of a single cross-recombination event (not double cross-recombination), a so-called jointly integrated structure or “Merodiploid” (these terms are used interchangeably) is obtained, which is shown in FIG. 19B.
Второе событие перекрестной рекомбинации может иметь место между гомологичными hylA-последовательностями, фланкирующими объединенными вместе плазмидами pCVD-622.2B. Это второе событие перекрестной рекомбинации происходит самопроизвольно и обнаруживается путем отбора колоний, у которых потерян фенотип Apr. Это второе событие перекрестной рекомбинации может иметь один из двух возможных исходов, в зависимости от точного сайта рекомбинации. Оба возможных результата приводят к потере последовательностей плазмидного вектора pGP704, о чем свидетельствуют фиг. 19C и 19D. Один результат просто восстанавливает первоначальную ситуацию, то есть, штамм, аналогичный CVD109, у которого утрачены гены ctx, zot, и mer. Второй исход события возможно приведет к потере последовательностей pGP704, однако mer и ctx-последовательности в пределах области hlyA-последовательностей не утрачены. Два возможных исхода события легко обнаруживаются методом ДНК- гибридизации с использованием радиоактивно-меченой ctx- последовательности в качестве зонда. Для изоляции целевого рекомбинанта, культуру клеток CVD109, содержащую совместно интегрированные плазмиды pCVD-622.2B выращивали в L-бульоне без добавления антибиотиков. Эти культуры засевали на L-агаровых чашках без селективного маркера и выращенные колонии реплицировали на ампициллинсодержащих агаровых чашках. Ампициллиночувствительные колонии затем гибридизировали с ctx-зондом и выделяли колонии с ctx-последовательностями. Одна такая колония была обозначена как V.cholerae CVD110. Этот штамм, как подтверждает анализ методом ДНК-гибридизации, содержит ctx- и mer-последовательности, а также потерю фрагмента pGP704 и HpaI-фрагмента длиной 400 п.о. в пределах области hlyA-гена. Штамм V. cholerae CVD110, как также подтверждают результаты твердофазного иммуноферментного анализа, вызывает продукцию B-субъединицы холерного энтеротоксина [Sack, D.A. и другие, см. ранее (1980].A second cross-recombination event can occur between homologous hylA sequences flanking the pCVD-622.2B plasmids joined together. This second cross-recombination event occurs spontaneously and is detected by selection of colonies in which the Ap r phenotype is lost. This second cross-recombination event may have one of two possible outcomes, depending on the exact recombination site. Both possible results lead to the loss of the sequences of the plasmid vector pGP704, as shown in FIG. 19C and 19D. One result simply restores the original situation, that is, a strain similar to CVD109, in which the genes ctx, zot, and mer are lost. The second outcome of the event may lead to the loss of pGP704 sequences, however, mer and ctx sequences within the region of hlyA sequences are not lost. Two possible outcomes of the event are easily detected by DNA hybridization using the radiolabeled ctx sequence as a probe. To isolate the target recombinant, a CVD109 cell culture containing co-integrated plasmids pCVD-622.2B was grown in L-broth without the addition of antibiotics. These cultures were seeded on L-agar plates without a selectable marker and the grown colonies were replicated on ampicillin-containing agar plates. Ampicillin-sensitive colonies were then hybridized with a ctx probe and colonies with ctx sequences were isolated. One such colony was designated V. cholerae CVD110. This strain, as confirmed by DNA hybridization analysis, contains the ctx and mer sequences, as well as the loss of the pGP704 fragment and 400 bp HpaI fragment. within the hlyA gene region. The strain V. cholerae CVD110, as also confirmed by the results of enzyme-linked immunosorbent assay, causes the production of the B subunit of cholera enterotoxin [Sack, DA and others, see earlier (1980).
Последовательность ДНК вставленных генов: точные последовательности ДНК вставленного ctx и mer гены известны из литературы. Точное местоположение сайта hlyA-гена, в который указанные гены вставлены, также известен. DNA sequence of inserted genes: exact DNA sequences of inserted ctx and mer genes are known from the literature. The exact location of the hlyA gene site into which these genes are inserted is also known.
Пример 12
Описания ACE (примесного энтеротоксина холеры)
Как указывалось ранее (пример 10), гены zot и ctx расположены в области с ДНК-последовательностью длиной 4.3 т.п.о., которая у большинства штаммов вибриона холеры Эль Тор, фланкирована копиями RS1-последовательностей. Что касается вакцинного штамма CVD110, полная ДНК-последовательность в этой области удалена. Что касается локуса zot- или ctx-гена, то имеются последовательности ДНК, кодирующие третий энтеротоксин, ACE. На фиг. 20, показана карта этой области. Фрагмент EcoRV, длиной 2,9 т.п. (SED ID N: 1) клонировали в вектор плазмиды pCVD315 [Galen et al. Advances in Research on Cholera and Related Diahrreas, выпуск 7, (Sack et al., переработанное), стр. 143-153 (1990) 1 с получением клона pCVD630(показан на фиг. 20). Плазмиду pCVD630 затем переносили в штамм CVD110 V. cholerae и активность этого штамма измеряли в камере Ussing(камеры Ussing, описанные ранее). Культуральные надосадки штаммов CVD110 и CVD110, содержащие pCVD630 проверяли по методике, описанной ранее. На фиг. 21A приведены примеры полученных фракций культуральных надосадков, которые содержали ДНК-молекулы массой менее 10 килодальтон и фракции, содержащие ДНК-молекулы массой более 10 килодальтон. По существу, никакой активности Ussing не отмечено у фракций < 10 килодальтон. Во фракции > 10 килодальтон CVD110 вызывал некоторые изменения показателей тока короткого замыкания (Isc) но не больше, чем в отрицательном контроле, PBS (забуференный фосфатом физиологический раствор). Однако культуральные надосадки CVD110 (pCVD630) не вызывали существенного роста величины Isc. Это различие было статистически достоверно (p< 0.02) по сравнению с результатами, полученными только лишь у штамма CVD110. Как указывалось ранее, увеличение величины Isc может быть обусловлено как увеличением разности потенциалов (PD), так и увеличением электропроводности ткани (Gt). Увеличение величины Isc, индуцируемое генами, содержащимися на pCVD620 вызвано повышением PD, о чем свидетельствуют результаты, приведенные на фиг. 21B.Example 12
Descriptions of ACE (Cholera Impurity Enterotoxin)
As indicated earlier (Example 10), the zot and ctx genes are located in the region with a 4.3 kb DNA sequence, which is flanked by copies of RS1 sequences in most strains of the El Tor cholera vibrio. As for the vaccine strain CVD110, the complete DNA sequence in this area is deleted. As for the locus of the zot or ctx gene, there are DNA sequences encoding a third enterotoxin, ACE. In FIG. 20, a map of this area is shown. Fragment EcoRV, length 2.9, etc. (SED ID N: 1) was cloned into the plasmid vector pCVD315 [Galen et al. Advances in Research on Cholera and Related Diahrreas, Issue 7, (Sack et al., Revised), pp. 143-153 (1990) 1 to obtain clone pCVD630 (shown in Fig. 20). Plasmid pCVD630 was then transferred to V. cholerae strain CVD110 and the activity of this strain was measured in a Ussing chamber (Ussing chambers described previously). Cultural supernatants of strains CVD110 and CVD110 containing pCVD630 were tested according to the procedure described previously. In FIG. 21A shows examples of obtained culture supernatant fractions that contained DNA molecules weighing less than 10 kilodaltons and fractions containing DNA molecules weighing more than 10 kilodaltons. Essentially, no Ussing activity was observed in fractions <10 kilodaltons. In the fraction> 10 kilodaltons, CVD110 caused some changes in the indicators of short circuit current (Isc) but not more than in the negative control, PBS (phosphate buffered saline). However, CVD110 culture supernatants (pCVD630) did not cause a significant increase in the Isc value. This difference was statistically significant (p <0.02) compared with the results obtained only with strain CVD110. As indicated earlier, an increase in the value of Isc can be due to both an increase in the potential difference (PD) and an increase in the electrical conductivity of the tissue (Gt). The increase in Isc induced by the genes contained in pCVD620 is caused by an increase in PD, as evidenced by the results shown in FIG. 21B.
Таким образом, область длиной 4.3 т.п.о., охваченная RS1- элементами в штаммах Эль Тор, содержит 3 условных энтеротоксина. Такой же участок длиной 4,3 т. п.о. присутствует в классических штаммах, однако RS1-повторы найдены только на одной стороне. Каждый их этих трех энтеротоксинов может вызывать увеличение величины Isc в камере Ussing при использовании образцов ткани подвздошной кишки кролика, при этом их активность сопоставима с результатом их способности вызывать диарею у человека. Два токсина, холерный энтеротоксин и ACE, воздействуют по мере увеличения величины PD, в то время как третий, ZOT начинает воздействие при увеличении тканевой электропроводности. Целесообразно исключить все эти три активных фактора из ослабленных вакцинных штаммов V. cholerae для предотвращения реактивности, которая наблюдается у штамма CVD101 и других ослабленных вакцинных штаммов. Штамм CVD110, у которого отсутствуют все эти три активности, как видно из фиг. 21, вызывает изменения в камере Ussing, сопоставимые с результатами вариаций, индуцируемых PBS (то есть, по существу не происходит каких-либо изменений). Thus, the 4.3 kb region covered by RS1 elements in El Tor strains contains 3 conditional enterotoxins. The same section with a length of 4.3 bp present in classical strains, however, RS1 repeats are found on only one side. Each of these three enterotoxins can cause an increase in Isc in the Ussing chamber when using rabbit ileum tissue samples, and their activity is comparable to the result of their ability to cause diarrhea in humans. Two toxins, cholera enterotoxin and ACE, act with increasing PD, while a third, ZOT, begins with an increase in tissue conductivity. It is advisable to exclude all three of these active factors from attenuated vaccine strains of V. cholerae to prevent the reactivity that is observed in strain CVD101 and other attenuated vaccine strains. Strain CVD110, which lacks all these three activities, as can be seen from FIG. 21 causes changes in the Ussing chamber, comparable to the results of the variations induced by PBS (that is, essentially no changes occur).
Последовательность ДНК фрагмента, распознаваемого EcoRV, длиной 2,9. т. п. o (SED ID N: 1) в составе плазмиды pCVD620 показана на фиг. 22. Имеются две открытых рамки считывания (ORFs) с моментальной транскрипцией zot-гена в 3'-5' направлении. Меньшая открытая рамка считывания ORF с моментальной транскрипцией zot-гена в обратном направлении представляет собой нуклеотидную последовательность, длиной 297 п.о., с кодоном (ACE), которая может потенциально кодировать белок размером 11 килодальтон и большая ORF с моментальной транскрипцией гена в обратном направлении из ORF, длиной 297 п.о., представляет собой нуклеотидную последовательность, длиной 1185 п.о., с кодоном (OrfU), которая может потенциально кодировать белок массой 44 килодальтон. Активность энтеротоксина Ace, как полагают, локализована относительно открытой рамки считывания длиной 297 п.о. The DNA sequence of the fragment recognized by EcoRV is 2.9 in length. etc. o (SED ID N: 1) as part of plasmid pCVD620 is shown in FIG. 22. There are two open reading frames (ORFs) with instant transcription of the zot gene in the 3'-5 'direction. The smaller open ORF reading frame with instant transcription of the zot gene in the opposite direction is a 297 bp nucleotide sequence with a codon (ACE) that can potentially encode a protein of 11 kilodaltons and the large ORF with instant transcription of the gene in the opposite direction of ORF, 297 bp in length, is a 1185 bp nucleotide sequence with a codon (OrfU) that can potentially encode 44 kilodaltons protein. Ace enterotoxin activity is believed to be localized to a 297 bp open reading frame.
Пример 13
Конструирования V. cholerae CVD112 - вакцинного штамма V. cholerae 0139 серогруппы.Example 13
Construction of V. cholerae CVD112 - vaccine strain of
Штаммы V. cholerae подразделяются на многочисленное количество групп 0. Штаммы 0 группы 1 вызывают холеру с потенциалом для широко распространенной передачи инфекции в очаги пандемии. V. cholerae из других 0 групп, так называемый не-01 V.cholerae, может вызвать заболевание, но до недавнего времени, не приводил к эпидемической холере. В последнее время появились сообщения о десятках тысяч случаев инфицирования именно этим V.cholerae, не относящимся к группе 01. Полагают, что имеющиеся в настоящее время вакцинные штаммы на основе вибриона холеры не-01 серогруппы могут оказаться неэффективными для выработки иммунитета против вибрионов не -01 серогрупп. Новый клинический штамм обозначили как новую серогруппу 0139. Strains of V. cholerae are divided into a large number of groups 0. Strains 0 of
В качестве исходного штамма для получения вакцинного штамма V. cholerae штамм не-01 серогруппы использовали V.cholerae 1837. Этот штамм выбран из серотипа 0139 и выделен из заболевшего холерой пациента в Бангладеш. На фиг. 23 показано расположение в хромосоме локуса холерного энтеротоксина в штамме 1837.
Плазмиду pCVD51 переносили в штамм 1837 по методике, описанной в примере 10. Эта плазмида претерпела рекомбинацию в бактериальной хромосоме, и второе событие рекомбинации вызвало потерю одной копии генов энтеротоксина и 3 копий RS1-элементов. Полученный штамм V.cholerae 1837.1, показан на второй строке фиг. 24. Для простоты, на фиг. 24, последовательности генов сер, orfU, асе, zot, ctxAB указываются вместе как "ядро" (сердцевина, кор-часть) энтеротоксина V.cholerae. Локус хромосомальной ДНК V. cholerae включает один или несколько кор-участков и ассоциированные с ними RS1-элементы. Plasmid pCVD51 was transferred to strain 1837 according to the procedure described in Example 10. This plasmid underwent recombination on the bacterial chromosome, and the second recombination event caused the loss of one copy of the enterotoxin genes and 3 copies of RS1 elements. The resulting strain V. cholerae 1837.1 is shown on the second line of FIG. 24. For simplicity, FIG. 24, the gene sequences of ser, orfU, ace, zot, ctxAB are indicated together as the "core" (core, core portion) of V. cholerae enterotoxin. The locus of the V. cholerae chromosomal DNA includes one or more core regions and the RS1 elements associated with them.
Остальные последовательности хромосомальной ДНК штамма 1937.1 были удалены следующим образом. Получали хромосомальную ДНК из штамма 1837.1, которая частично гидролизована рестрикционной эндонуклеазой Sau3a с вырезкой фрагментов длиной примерно от 30 до 40 т.п.о. Эти фрагменты клонировали в векторе космидной плазмиды pHC79 (Hohn и Collins, Gene, 11, 291-298, 1980) и полученные клоны скринировали после переноса в E. Coli методом ДНК-гибридизации с использованием последовательностей ctx-гена в качестве зонда. Клон, содержащий cxt-гены на вставке длиной приблизительно 30 т.п.о. был идентифицирован и изолирован. Полученная плазмида была частично картирована. Изолированную конструкцию обозначили на фиг. 25 как pLC13. Эту плазмиду гидролизовали рестриктазой EcoRI и вновь сшивали, в результате чего размер вставки уменьшился в длину примерно до 25 т.п.о. Полученная плазмида была обозначена как pLC14. Плазмиду pLC14 частично гидролизовали рестриктазой HindIII и затем вновь сшивали для удаления распознаваемого HindIII фрагмента длиной примерно 14,6 т.п.о, содержащего кор-область, RS 1 -последовательности и несеквенированный фрагмент ДНК V. cholerae, длиной примерно 7,4 т.п.о. Полученную плазмиду с делецией кор-области и RS1-последовательности обозначили как pLC15. Аналогичный распознаваемый HindIII фрагмент был вырезан в процессе конструирования ослабленного штамма по методике, описанной Pearson и другими, P.N.A.S. (US), 90, 3750-3754, 1993. Полученную плазмиду pLC15 затем гидролизовали рестриктазами Sal1 и EcoRI, и ДНК вибриона клонировали в киллерную векторную плазмиду pGP704 по методике, описанной в примере 10. Полученную плазмиду обозначили как pLC16. The remaining sequences of the chromosomal DNA of strain 1937.1 were deleted as follows. Chromosomal DNA was obtained from strain 1837.1, which was partially hydrolyzed by restriction endonuclease Sau3a with clipping fragments of about 30 to 40 kb in length. These fragments were cloned into the cosmid plasmid vector pHC79 (Hohn and Collins, Gene, 11, 291-298, 1980) and the resulting clones were screened after transfer to E. Coli by DNA hybridization using ctx gene sequences as a probe. Clone containing cxt genes on an insert of approximately 30 kb in length has been identified and isolated. The resulting plasmid was partially mapped. The insulated structure is indicated in FIG. 25 as pLC13. This plasmid was digested with EcoRI restriction enzyme and cross-linked, resulting in a decrease in insert size to approximately 25 kb. The resulting plasmid was designated as pLC14. Plasmid pLC14 was partially hydrolyzed with HindIII restriction enzyme and then cross-linked to remove a recognizable HindIII fragment of approximately 14.6 kb in length, containing the core region,
Киллерную векторную плазмиду pLC16, содержащую последовательности хромосомальной ДНК штамма 1837.1 V. cholerae, которые охватывают ctx-локус, переносили в штамм 1837.1 V. cholerae по методике, описанной в примере 10. Распознавание гомологичной in vivo рекомбинации векторных последовательностей в хромосому проводили скринингом на ампициллиноустойчивых колониях, поскольку фактор устойчивости к ампициллину кодируется вектор- опосредованными ДНК-последовательностями. The killer vector plasmid pLC16 containing the chromosomal DNA sequences of V. cholerae strain 1837.1 that span the ctx locus was transferred to V. cholerae strain 1837.1 using the procedure described in Example 10. Recognition of homologous in vivo recombination of vector sequences into the chromosome was performed by screening on ampicillin-resistant because the ampicillin resistance factor is encoded by vector-mediated DNA sequences.
Ампициллиноустойчивый V. cholerae, полученный в соответствии с этим методом, содержит плазмидные ДНК-последовательности, интегрированные в бактериальную хромосому, затем выращивали при отсутствии ампициллина, отбирали ампициллиночувствительные колонии. Второе событие рекомбинации привело к потере фенотипа ctxA, ctxB, zot, асе, orfU, сер и RS1-элементов наряду с плазмидным вектором, кодирующим фактор ампициллиноустойчивости. Этот конечный штамм обозначили как 1837.2. На фиг. 24, третья строка, показана в схематическом виде хромосома вибриона в штамме 1837.2. Ampicillin-resistant V. cholerae obtained in accordance with this method contains plasmid DNA sequences integrated into the bacterial chromosome, then grown in the absence of ampicillin, ampicillin-sensitive colonies were selected. The second recombination event led to the loss of the phenotype ctxA, ctxB, zot, ace, orfU, ser, and RS1 elements along with the plasmid vector encoding the ampicillin resistance factor. This final strain was designated as 1837.2. In FIG. 24, the third line, is shown in schematic form the chromosome of the vibrio in strain 1837.2.
Ген, кодирующий B-субъединицу холерного энтеротоксина вместе с геном, кодирующим фактор устойчивости к ртути, переносили в штамм 1837.2 по методике, описанной выше в примере 11. В качестве киллерного вектора pCVD622.2B, использовали тот же самый вектор, который использовали для получения штамма CVD110. Событие, приводящее к вставке последовательностей ДНК B-субъединицы холерного энтеротоксина изображено на фиг. 26. Конечный продукт, штамм CVD112 содержит делеции всех генов ctx, zot, асе, сер и RS1-элементов, экспрессирует только B-субъединицу холерного энтеротоксина и фактор устойчивости к ртути. The gene encoding the B-subunit of cholera enterotoxin together with the gene encoding the mercury resistance factor was transferred to strain 1837.2 according to the procedure described in Example 11. As the killer vector pCVD622.2B, the same vector was used that was used to obtain the strain CVD110. The event leading to the insertion of the DNA sequences of the B subunit of the cholera enterotoxin is depicted in FIG. 26. The final product, strain CVD112, contains deletions of all genes of ctx, zot, ace, ser, and RS1 elements, expresses only the B subunit of cholera enterotoxin and the mercury resistance factor.
Получение препарата штаммов CVD112 и Al1837 для исследования возможности использования в качестве вакцины. Obtaining the drug strains CVD112 and Al1837 to study the possibility of use as a vaccine.
CVD112 и Al1837 штаммы V. cholerae хранили в TSB, содержащем 18% глицерина при температуре -70oC. Перед введением добровольцам, содержимое ампулы соответствующего штамма оттаивали и наносили штрихами на кровяной агар, TCBS, и BI-агар. После инкубации в течение 24 часов при температуре 37oC, выбирали колонии клеток, которые агглютинировали соответствующие сыворотки, и засевали на BHI-агаре, затем инкубировали при температуре 37oC в течение приблизительно 20 часов. Штамм V. cholerae затем вновь засевали, и инкубировали в течение 5 часов при температуре 37oC и полученный урожай клеток собирали в стерильный физиологический раствор. Концентрацию определяли по оптической плотности растворов, которые сравнивали с известными стандартами. Затем проводили количественный анализ методом переноса реплики до и после введения в организм добровольцев.CVD112 and Al1837 strains of V. cholerae were stored in TSB containing 18% glycerol at a temperature of -70 ° C. Before administration to volunteers, the contents of the ampoule of the corresponding strain were thawed and streaked onto blood agar, TCBS, and BI agar. After incubation for 24 hours at 37 ° C., colonies of cells that agglutinated the appropriate sera were selected and seeded on BHI agar, then incubated at 37 ° C. for approximately 20 hours. The strain V. cholerae was then re-seeded and incubated for 5 hours at a temperature of 37 o C and the resulting cell harvest was collected in sterile saline. The concentration was determined by the optical density of the solutions, which were compared with known standards. Then a quantitative analysis was carried out using the replica transfer method before and after the introduction of volunteers into the body.
Клинические испытания вакцин. Clinical trials of vaccines.
Была отобрана группа из взрослых добровольцев в возрасте от 18 до 40 лет, с которой была проведена беседа и получено их письменное согласие. Добровольцев тщательно обследовали для гарантии того, что они находятся в превосходном физическом и психическом состоянии. Группу из 14 добровольцев госпитализировали и дали возможность адаптироваться к окружающей обстановке в течение двух дней, во время которых была закончено обследование и взяты образцы крови в качестве референс-образцов для определения уровня образования антител. A group of adult volunteers aged 18 to 40 years was selected, with whom a conversation was held and their written consent was obtained. Volunteers were carefully examined to ensure that they were in excellent physical and mental condition. A group of 14 volunteers was hospitalized and allowed to adapt to their surroundings for two days, during which the examination was completed and blood samples were taken as reference samples to determine the level of antibody formation.
Добровольцев обследовали двойным слепым методом на предмет получения одной из следующих доз вакцины на третий день:
(i) CVD112 в дозе 5•108 cfu с использованием буфера (n=6)
(ii) CVD112 в дозе 5•106 cfu с использованием буфера (n=6)
(iii) только лишь буферный раствор
Два вакцинированных добровольца, получавшие только буферный раствор, находились вместе с реципиентами, получавшими вакцину для определения возможности или невозможности переноса инфекции от одного лица другому в условиях эксперимента. За вакцинированными вели постоянное наблюдение в течение 5 дней, а затем провели курс лечения тетрациклином в течение пяти дней.Volunteers were examined with a double blind method to obtain one of the following doses of the vaccine on the third day:
(i) CVD112 at a dose of 5 • 10 8 cfu using a buffer (n = 6)
(ii) CVD112 at a dose of 5 • 10 6 cfu using a buffer (n = 6)
(iii) just a buffer solution
Two vaccinated volunteers who received only buffer solution were with recipients who received the vaccine to determine the possibility or impossibility of transferring infection from one person to another under experimental conditions. Vaccinated were continuously monitored for 5 days, and then they were treated with tetracycline for five days.
Через примерно 5 недель, добровольцев заражали повторно патогенным штаммом Al1837 V. cholerae серогруппы 0139 для оценки эффективности вакцины против гомологичного антигена. Провокационная доза содержала приблизительно 106 cfu штамма Al1837 V. cholerae 0139. За добровольцами вели постоянное наблюдение в течение приблизительно 120 часов после провокации. Все добровольцы получали тетрациклин (в дозе 500 мг каждые 6 часов в течение 5 дней), начиная с 5 дня после иммунизации и с 4 дня после контрольного инфицирования для исключения последействия вакцинных штаммов и провокации.After about 5 weeks, the volunteers were re-infected with the pathogenic strain Al1837
Восьми вакцинированным проводили контрольное заражение, при этом одна группа из четырех человек получала дозу 5•108, а другая группа из четырех человек дозу 5•106 Группа из пятнадцати невакцинированных добровольцев, служившая в качестве контроля, также получала дозу провокационной пробы. У одного из восьми получавших вакцину (13%) и двенадцати человек в контроле (80%) была отмечена диарея после провокации, в результате эффективность вакцины составила 84%. Один из вакцинированных, у которого был отмечен понос, получил вакцинный штамм CVD112 в дозе 5•106.Eight vaccinees carried out a control infection, while one group of four received a dose of 5 • 10 8 , and the other group of four received a dose of 5 • 10 6 A group of fifteen unvaccinated volunteers who served as a control also received a dose of provocative test. One of eight who received the vaccine (13%) and twelve people in the control (80%) had diarrhea after provocation, as a result, the vaccine was 84% effective. One of the vaccinees in whom diarrhea was noted received a vaccine strain CVD112 at a dose of 5 • 10 6 .
У трех (38%) из восьми вакцинированных и 14 (93%) в контроле не обнаружено выделения штамма, используемого для инфицирования, хотя пиковая экскреция была в 100 раз ниже, чем у вакцинированных, свидетельствуя тем самым о том, что вакцинный штамм эффективно размножался в кишечнике вакцинированных. Three (38%) of the eight vaccinated and 14 (93%) in the control did not show the isolation of the strain used for infection, although the peak excretion was 100 times lower than that of the vaccinated, indicating that the vaccine strain multiplied effectively in the intestines vaccinated.
Эти результаты являются наглядным доказательством безопасности и эффективности штамма V. cholerae CVD112 для использования в качестве вакцины, чтобы вызвать поствакцинальный иммунитет против холеры, вызванной вибрионными штаммами не 01- серогруппы 0139 серотипа. These results are clear evidence of the safety and efficacy of strain V. cholerae CVD112 for use as a vaccine to induce post-vaccination immunity against cholera caused by
Пример 14
Конструирование V.cholerae CVD112 RM-ослабленного, recA- мутанта V. cholerae серогруппы 0139.Example 14
Construction V.cholerae CVD112 RM-attenuated, recA - mutant of
Штамм V. cholerae CVD112 является исходным штаммом для конструирования ослабленного штамма V. cholerae, rec-, 0139- серогруппы. Мутация recA-гена, как полагают, необходима для снижения уже и так малой вероятности реверсии вирулентности ослабленного штамма через рекомбинацию ctx-генами дикого типа in vivo. RecA-мутант конструировали по аналогичной методике, описанной Ketley и другими, Infect. Immun., 58 (5), 1481-1484, 1980 и Goldberg и другими, J.Bacter, 165 (3), 715-722, 1986.The strain V. cholerae CVD112 is the initial strain for the construction of a weakened strain of V. cholerae, rec - , 0139-serogroup. Mutation of the recA gene is believed to be necessary to reduce the already low probability of reversing the virulence of the attenuated strain through recombination with wild-type ctx genes in vivo. The RecA mutant was constructed by a similar technique described by Ketley and others, Infect. Immun., 58 (5), 1481-1484, 1980 and Goldberg et al., J. Bacter, 165 (3), 715-722, 1986.
Плазмиду pCVD831, несущую NarI-NheI-фрагмент длиной 7 т.п.о. с recA-геном штамма N16961 V. cholerae Эль Тор, клонировали в плазмиду-хозяин pCVD316 с широким спектром действия, которая является производной описанной ранее IncP-плазмиды pRK290. Плазмиду PCVD831 гидролизовали рестриктазами XbaI и PvuII для вырезки фрагмента длиной приблизительно 50 п.о. в пределах ДНК-последовательностей, кодирующих ген recA. Концы рестриктированного фрагмента ДНК затем заполняли брешью для получения его с тупыми концами, и полученную плазмиду повторно сшивали. Удаление фрагмента длиной приблизительно 50 п.о. обеспечивает инактивацию гесA-белка. Полученную плазмиду обозначили как pCVD832. Plasmid pCVD831 carrying a 7 kb NarI-NheI fragment with the recA gene of V. cholerae El Tor strain N16961, was cloned into a broad-spectrum host plasmid pCVD316, which is a derivative of the previously described IncR plasmid pRK290. Plasmid PCVD831 was digested with restriction enzymes XbaI and PvuII to cut a fragment of approximately 50 bp. within the DNA sequences encoding the recA gene. The ends of the restricted DNA fragment were then filled with a gap to obtain it with blunt ends, and the resulting plasmid was re-crosslinked. Removal of a fragment of approximately 50 bp in length provides inactivation of gsa-protein. The resulting plasmid was designated as pCVD832.
Плазмиду pCVD832 переносили в штамм V. cholerae CVD112, и в результате гомологичной рекомбинации происходит замена нативного гесA-гена гесA-мутантом. Результат события гомологичной рекомбинации определяют методом скрининга на фенотип, чувствительный к метилметансульфонату (MMS), в соответствии с методикой, описанной Kettler и другими, см. ранее (1980). Штамм, полученный в результате этих манипуляций, имеет делецию всех ctx-, сер-, orfU-, ace-локусов и RS1- элементов и инактивированную мутацию в хромосомальном rec-A локусе (то есть, представляет собой recA--штамм). Результат события перекрестной рекомбинации, который происходит в recA-локусе V. cholerae в поколении штамма CVD112 RM показан схематически на фиг. 27.Plasmid pCVD832 was transferred to strain V. cholerae CVD112, and as a result of homologous recombination, the native gesA gene is replaced by the gesA mutant. The result of a homologous recombination event is determined by screening for a methyl methane sulfonate-sensitive phenotype (MMS) in accordance with the method described by Kettler et al., See earlier (1980). The strain obtained as a result of these manipulations has a deletion of all ctx, ser, orfU, ace loci and RS1 elements and an inactivated mutation at the chromosomal rec-A locus (that is, it is a recA - strain). The result of the cross-recombination event that occurs at the V. cholerae recA locus in the generation of strain CVD112 RM is shown schematically in FIG. 27.
Штаммы V. cholerae CVD112 и CVD112 RM можно эффективно использовать в качестве вакцины, вызывающей защитный иммунитет против вирулентного штамма серотипа 0139 и других, не относящихся к серогруппе 01 штаммов после последующего инфицирования этими вирулентными штаммами. Strains V. cholerae CVD112 and CVD112 RM can be effectively used as a vaccine that causes protective immunity against the virulent strain of
Штаммы CVD112 и CVD112 RM пригодны также для использования с одним или несколькими другими вакцинными шаммами V. cholerae, анатоксинами, термоинактивированным холерным энтеротоксином и т. д. , в виде комбинированной (ассоциированной) вакцины для защиты против как вирулентных штаммов 01 серогруппы, так и вирулентных штаммов не-01 серогруппы, например штаммы V. cholerae серотипа Огава или Инаба. Strains CVD112 and CVD112 RM are also suitable for use with one or more other V. cholerae vaccine shams, toxoids, thermally inactivated cholera enterotoxin, etc., as a combined (associated) vaccine to protect against both virulent strains 01 of serogroup and virulent strains of non-01 serogroups, for example, strains of V. cholerae of the Ogawa or Inaba serotype.
Совсем недавно появились сообщения о том, что локус гена сер, который кодирует закодированные в хромосоме ядра клетки, может действовать как дополнительный фактор колонизации. Однако, продукт cep-гена, как полагают, не оказывает существенного влияния на способность штаммов Vibrio cholerae предлагаемого изобретения к колонизации тонкого кишечника организма-хозяина, в частности кишечника у человека. Однако, при желании, ДНК-последовательности, включая ген сер, или любые другие пригодные факторы колонизации, можно вставить опять в хромосому V.cholerae, в соответствии с предлагаемым изобретением, следуя методике и методам, раскрываемым в настоящем описании. В качестве примера, при повторном встраивании ДНК-последовательностей, кодирующих B-субъединицу холерного энтеротоксина и ДНК-последовательности, кодирующие фактор устойчивости к ртути, в хромосому в локусе гемолизинового гена, специалист может без затруднения перенести интересующий ген, активно связанный с сигналом экспрессии в плазмиду, которую используют в методике рекомбинации. More recently, there have been reports that the locus of the ser gene, which encodes the nucleus encoded in the chromosome of the cell nucleus, can act as an additional factor in colonization. However, the cep gene product is not believed to have a significant effect on the ability of the Vibrio cholerae strains of the present invention to colonize the small intestine of the host organism, in particular the human intestine. However, if desired, DNA sequences, including the ser gene, or any other suitable colonization factors, can be inserted again into the V. cholerae chromosome, in accordance with the invention, following the methods and methods disclosed in the present description. As an example, when re-inserting DNA sequences encoding the B subunit of cholera enterotoxin and DNA sequences encoding the mercury resistance factor into the chromosome at the hemolysin gene locus, one can easily transfer the gene of interest that is actively associated with the expression signal to the plasmid which is used in the recombination technique.
Штамм, полученный в результате такой перекрестной рекомбинации синтезирует B-субъединицу холерного энтеротоксина, то есть белка, вызывающего устойчивость к ртути и другим тяжелым металлам, и дополнительный ген рассматриваемый в данном описании. The strain resulting from this cross-recombination synthesizes the B-subunit of cholera enterotoxin, that is, a protein that induces resistance to mercury and other heavy metals, and the additional gene described in this description.
Claims (16)
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13343893A | 1993-10-08 | 1993-10-08 | |
US13343993A | 1993-10-08 | 1993-10-08 | |
US08/133,439 | 1993-10-08 | ||
US08/133,436 | 1993-10-08 | ||
US08/133,438 | 1993-10-08 | ||
PCT/US1994/011424 WO1995010300A1 (en) | 1993-10-08 | 1994-10-07 | Vibrio cholerae 01 (cvd111) and non-01 (cvd112 and cvd112rm) serogroup vaccine strains and methods of making same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96108963A RU96108963A (en) | 1998-10-10 |
RU2140981C1 true RU2140981C1 (en) | 1999-11-10 |
Family
ID=26831377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96108963A RU2140981C1 (en) | 1993-10-08 | 1994-10-07 | Avirulent strain vibrio cholerae of non 01-serogroup (variants), method of strain preparing (variants), vaccine |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0722339A4 (en) |
JP (1) | JP3379582B2 (en) |
KR (1) | KR100348156B1 (en) |
CN (1) | CN1104907C (en) |
AU (1) | AU699912B2 (en) |
CA (1) | CA2173606A1 (en) |
RU (1) | RU2140981C1 (en) |
WO (1) | WO1995010300A1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0887403A3 (en) * | 1997-06-27 | 2000-12-06 | Chiron S.P.A. | Attenuated Vibrio cholerae strains |
EP0928831B1 (en) * | 1997-12-10 | 2006-05-03 | Council of Scientific and Industrial Research | Cholera organisms, vaccines and preparation thereof |
CN111826316A (en) * | 2020-07-28 | 2020-10-27 | 上海海洋大学 | Heavy metal tolerant non-O1/O139 type vibrio cholerae strain and application thereof |
CN111662855A (en) * | 2020-07-28 | 2020-09-15 | 上海海洋大学 | Antibiotic and heavy metal resistant non-O1/O139 type vibrio cholerae strain and application thereof |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5135862A (en) * | 1983-03-04 | 1992-08-04 | University Of Maryland | Method of isolating restriction fragment deletions in vibrio cholerae, products thereof |
AU656730B2 (en) * | 1990-06-05 | 1995-02-16 | University Of Maryland At Baltimore | Method of isolating restriction fragment deletions in vibrio cholerae, and products thereof |
JP4179627B2 (en) * | 1992-07-06 | 2008-11-12 | プレジデント・アンド・フエローズ・オブ・ハーバード・カレツジ | Deletion mutants as cholera vaccines |
-
1994
- 1994-10-07 EP EP94930665A patent/EP0722339A4/en not_active Withdrawn
- 1994-10-07 WO PCT/US1994/011424 patent/WO1995010300A1/en not_active Application Discontinuation
- 1994-10-07 JP JP51194495A patent/JP3379582B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-10-07 CA CA002173606A patent/CA2173606A1/en not_active Abandoned
- 1994-10-07 KR KR1019960701669A patent/KR100348156B1/en not_active IP Right Cessation
- 1994-10-07 CN CN94194095A patent/CN1104907C/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-10-07 RU RU96108963A patent/RU2140981C1/en not_active IP Right Cessation
- 1994-10-07 AU AU79714/94A patent/AU699912B2/en not_active Ceased
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Аналогов в научно-технической и патентной литературе не обнаружено. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU7971494A (en) | 1995-05-04 |
EP0722339A1 (en) | 1996-07-24 |
AU699912B2 (en) | 1998-12-17 |
CA2173606A1 (en) | 1995-04-20 |
WO1995010300A1 (en) | 1995-04-20 |
CN1142774A (en) | 1997-02-12 |
KR960704571A (en) | 1996-10-09 |
EP0722339A4 (en) | 2001-05-23 |
KR100348156B1 (en) | 2003-01-06 |
JP3379582B2 (en) | 2003-02-24 |
CN1104907C (en) | 2003-04-09 |
JPH09504430A (en) | 1997-05-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5399494A (en) | Vibrio cholerae strain CVD103Hgr, method of making same, and vaccines derived therefrom | |
JP4179627B2 (en) | Deletion mutants as cholera vaccines | |
Guidolin et al. | Genetics of Vibrio cholerae and its bacteriophages | |
US4935364A (en) | Method of isolating restriction fragment deletions in vibrio cholerae and products thereof | |
US5798260A (en) | Escherichia coli O157:H7 epithelial adhesin | |
EP0119031B1 (en) | Avirulent Vibrio Cholerae and methods for its production | |
US5882653A (en) | Vibrio cholerae 01 (CVD111) and non-01 (CVD112 and CVD112RM) serogroup vaccine strains, methods of making same and products thereof | |
RU2140981C1 (en) | Avirulent strain vibrio cholerae of non 01-serogroup (variants), method of strain preparing (variants), vaccine | |
RU2130970C1 (en) | Culture vibrio cholerae, method of deletion mutants producing | |
US5470729A (en) | Method of isolating restriction fragment deletions in Vibrio cholerae, and products thereof | |
US5783196A (en) | Gua mutants of shigella spp. and vaccines containing the same | |
US6203799B1 (en) | Vibrio cholerae mutants which are soft-agar penetration defective and lack a functional CtxA subunit | |
EP1181371B1 (en) | Attenuated mutant enteropathogenic e. coli (epec) strains, process for their production and their use | |
AU1725788A (en) | Cholera vaccines | |
CN116782926A (en) | High dose shigella vaccine formulations | |
JPH0630569B2 (en) | Genetically engineered non-toxic Vibrio cholerae, its use and its production method | |
WO1995004133A1 (en) | Production of gonorrheal pi proteins and vaccines in e. coli and salmonella |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041008 |