RU2441070C2 - Recombinant newcastle disease virus expressing h5 hemagglutinin of avian influenza virus - Google Patents

Recombinant newcastle disease virus expressing h5 hemagglutinin of avian influenza virus Download PDF

Info

Publication number
RU2441070C2
RU2441070C2 RU2008140748/10A RU2008140748A RU2441070C2 RU 2441070 C2 RU2441070 C2 RU 2441070C2 RU 2008140748/10 A RU2008140748/10 A RU 2008140748/10A RU 2008140748 A RU2008140748 A RU 2008140748A RU 2441070 C2 RU2441070 C2 RU 2441070C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
virus
sequence
gene
protein
newcastle disease
Prior art date
Application number
RU2008140748/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008140748A (en
Inventor
Ангела РЕМЕР-ОБЕРДЕРФЕР (DE)
Ангела РЕМЕР-ОБЕРДЕРФЕР
Ютта ФАЙТС (DE)
Ютта ФАЙТС
Original Assignee
Интервет Интернэшнл Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Интервет Интернэшнл Б.В. filed Critical Интервет Интернэшнл Б.В.
Publication of RU2008140748A publication Critical patent/RU2008140748A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2441070C2 publication Critical patent/RU2441070C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/005Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from viruses
    • C07K14/08RNA viruses
    • C07K14/11Orthomyxoviridae, e.g. influenza virus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/85Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells
    • C12N15/86Viral vectors

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: recombinant vector of Newcastle disease virus contains an additional transcription unit including a gene coding HA protein of pathogenic avian influenza virus H5 operatively related with a gene start sequence of an initial portion of Newcastle disease virus and a gene end sequence of an end portion of Newcastle disease virus, characterised by the fact that said protein contains an elongation portion consisting of at least three essential amino acids where said elongation portion consists of arginine (Arg) and/or lysine (Lys) residues and contains at least one lysine with said gene not containing a sequence which can be recognised by a viral polymerase of Newcastle disease virus as an end gene sequence.
EFFECT: presented vector enables high expression level of HA protein of pathogenic avian influenza virus H5, as well as vaccine containing such vector provides an immune protection against Newcastle disease virus and avian influenza virus infection.
12 cl, 5 dwg, 1 tbl, 8 ex

Description

Данное изобретение относится к рекомбинантному вектору вируса Mononegavirales, содержащего дополнительную транскрипционную единицу, включающую чужеродный ген, операбельно связанный с последовательностью старта гена (GS) начальной части вируса Mononegavirales в положении “апстрим” и последовательностью конца гена (GE) конечной части вируса Mononegavirales в положении “даунстрим”. Это изобретение также относится к способу получения такого рекомбинантного вектора вируса Mononegavirales, а также к вакцине, содержащей такой рекомбинантный вектор вируса Mononegavirales.This invention relates to a recombinant vector of the Mononegavirales virus, containing an additional transcriptional unit comprising a foreign gene operably linked to the start sequence of the Mononegavirales virus in the initial part of the Mononegavirales virus and the end of the gene (GE) sequence of the end of the Mononegavirales virus in the “ downstream. " This invention also relates to a method for producing such a recombinant Mononegavirales virus vector, as well as to a vaccine containing such a recombinant Mononegavirales virus vector.

Живые вирусы, способные реплицироваться в инфицированной клетке-хозяине, индуцируют сильный и продолжительный иммунный ответ на экспрессируемые ими антигены. Они эффективно вызывают как гуморальный, так и клеточно-опосредованный иммунные ответы, а также стимулируют метаболические пути цитокинов и хемокинов. Поэтому, живые, ослабленные вирусы обладают определенными преимуществами по сравнению с композициями вакцин, основанными как на инактивированных, так и на субъединичных иммуногенах, которые, в основном, только стимулируют гуморальный компонент иммунной системы.Live viruses capable of replicating in an infected host cell induce a strong and lasting immune response to the antigens they express. They effectively elicit both humoral and cell-mediated immune responses, and also stimulate the metabolic pathways of cytokines and chemokines. Therefore, living, attenuated viruses have certain advantages over vaccine compositions based on both inactivated and subunit immunogens, which mainly only stimulate the humoral component of the immune system.

За последнее десятилетие технология рекомбинантных ДНК революционизировала область генетической инженерии геномов как ДНК-, так и РНК-содержащих вирусов. В частности, сейчас стало возможным внедрение чужеродных генов в геном вируса таким образом, что после репликации нового векторного вируса в животном-хозяине экспрессируется чужеродный белок, который может вызвать биологические эффекты у животного-хозяина. По существу, рекомбинантные векторные вирусы использовались не только для контроля и профилактики микробных инфекций, но и для разработки целевой терапии заболеваний немикробной этиологии, таких как злокачественные новообразования, а также в генной терапии.Over the past decade, recombinant DNA technology has revolutionized the field of genetic engineering of the genomes of both DNA and RNA viruses. In particular, it has now become possible to introduce foreign genes into the virus genome in such a way that, after replication of the new vector virus, a foreign protein is expressed in the animal host, which can cause biological effects in the animal host. Essentially, recombinant vector viruses were used not only for the control and prevention of microbial infections, but also for the development of targeted therapy for diseases of non-microbial etiology, such as malignant neoplasms, as well as in gene therapy.

Создание несегментированных, минус-нитевых РНК вирусов (вирусов порядка Mononegavirales) полностью из клонов кДНК с помощью метода, известного как «обратная генетика» (reverse genetics), впервые опубликованного в 1994 (Schnell et al., EMBO J 13, 4195-4203, 1994), сделало возможным использование в качестве векторов также вирусы порядка Mononegavirales (MV). С тех пор опубликованы исследования, посвященные использованию многих вирусов порядка MV в качестве вирусных векторов для экспрессии чужеродных антигенов, произошедших от патогена, с целью разработки вакцин против этого патогена.The creation of non-segmented, minus-filament RNA viruses (viruses of the Mononegavirales order) completely from cDNA clones using a method known as reverse genetics, first published in 1994 (Schnell et al., EMBO J 13 , 4195-4203, 1994), made it possible to use as vectors also viruses of the order of Mononegavirales (MV). Since then, studies have been published on the use of many viruses of order MV as viral vectors for the expression of foreign antigens derived from a pathogen in order to develop vaccines against this pathogen.

Порядок Mononegavirales подразделяется на 4 основные семейства: Paramyxoviridae, Rhabdoviridae, Filoviridae и Bornaviridae. Вирусы, принадлежащие к этим семействам, имеют геномы, которые представляют собой одноцепочечную минус (-) смысловую молекулу РНК, то есть полярность РНК генома противоположна полярности информационной РНК (мРНК), которая обозначается как плюс (+) смысловая. Классификация основных вирусов человека и животных порядка MV представлена в нижестоящей таблице: The order of Mononegavirales is divided into 4 main families: Paramyxoviridae, Rhabdoviridae, Filoviridae and Bornaviridae. Viruses belonging to these families have genomes that are single-stranded minus (-) sense RNA molecule, i.e. the polarity of the genome RNA is opposite to the polarity of messenger RNA (mRNA), which is designated as plus (+) sense. The classification of the main human and animal viruses of order MV is presented in the table below:

Таблица 1
Классификация вирусов внутри порядка Mononegavirales
Table 1
Classification of viruses within the Mononegavirales order
СемействоFamily РодKind ВидView RhabdoviridaeRhabdoviridae Lyssavirus (вирусы группы бешенства)Lyssavirus (rabies virus group) Вирус бешенства (RV)Rabies Virus (RV) Vesiculovirus (везикулярные)Vesiculovirus (vesicular) Вирус везикулярного стоматита (VSV)Vesicular Stomatitis Virus (VSV) NovirhabdovirusNovirhabdovirus Вирус инфекционного некроза гемопоэтической ткани (IHNV)Hematopoietic Tissue Infectious Virus (IHNV) ParamyxoviridaeParamyxoviridae Respirovirus (респираторные)Respirovirus (respiratory) Вирус Сендай (SeV)Sendai Virus (SeV) Вирус парагриппа человека типа 1 и типа 3 (hPIV 1/3)Human parainfluenza virus type 1 and type 3 (hPIV 1/3) Вирус бычьего парагриппа тип 3 (bPIV 3)Bovine Influenza Virus Type 3 (bPIV 3) Morbillivirus (вирус кори)Morbillivirus (measles virus) Вирус кори (MV)Measles virus (MV) Вирус чумы крупного рогатого скотаCattle plague virus Вирус чумы собак (CDV)Dog Plague Virus (CDV) Rubulavirus (рубулавирусы)Rubulavirus (rubulaviruses) Обезьяний вирус типа 5 (SV-5)Monkey virus type 5 (SV-5) Вирус парагриппа человека типа 2 (hPIV 2)Human parainfluenza virus type 2 (hPIV 2) Avulavirus
(вирус птиц)
Avulavirus
(bird virus)
Вирус болезни Ньюкастла (NDV)Newcastle disease virus (NDV)
Pneumovirus
(пневмовирусы)
Pneumovirus
(pneumoviruses)
Респираторный синцитиальный вирус (hRSV)Respiratory syncytial virus (hRSV)
Бычий синцитиальный вирус (bRSV)Bovine syncytial virus (bRSV) FiloviridaeFiloviridae Эбола-подобные вирусыEbola-like viruses Вирус ЭболаEbola virus Вирус МарбургMarburg virus

В настоящее время организация генома и особенности клеточного цикла вирусов, относящихся к порядку MV, хорошо изучены. Результаты этих исследований опубликованы в работах многих авторов (Neumann et al., J. Gen. Virology 83, 2635-2662, 2002; Whelan et al., Curr. Top. Microbiol. Immunol. 203, 63-119, 2004; Conzelmann, K., Curr. Top. Microbiol. Immunol. 203, 1-41, 2004). Несмотря на то, что у вирусов, относящихся к порядку Mononegavirales, могут быть разные клетки-хозяева и различные морфологические и биологические свойства, у них наблюдается много общих признаков, например, таких как организация генома, а также элементы, существенные для их типичного способа репликации и экспрессии генов, что указывает на общность их происхождения. Они являются вирусами в оболочке, которые реплицируются в цитоплазме клетки и продуцируют незрелые мРНК.At present, the organization of the genome and the features of the cell cycle of viruses belonging to the MV order are well studied. The results of these studies have been published by many authors (Neumann et al., J. Gen. Virology 83 , 2635-2662, 2002; Whelan et al., Curr. Top. Microbiol. Immunol. 203 , 63-119, 2004; Conzelmann, K., Curr. Top. Microbiol. Immunol. 203 , 1-41, 2004). Despite the fact that viruses belonging to the Mononegavirales order may have different host cells and different morphological and biological properties, they have many common features, for example, such as the organization of the genome, as well as elements essential for their typical replication method and gene expression, which indicates the commonality of their origin. They are enveloped viruses that replicate in the cytoplasm of a cell and produce immature mRNAs.

Вирус, относящийся к отряду Mononegavirales, состоит из двух основных единиц: рибонуклеопротеинового комплекса (RNP) и оболочки. Для представителей вирусов, относящихся ко всем родам и семействам, указанным выше, были полностью определены последовательности геномов. Размеры этих геномов составляли от 9000 нуклеотидов до 19000 нуклеотидов, и в них содержалось от 5 до 10 генов. Структура и организация геномов вирусов, относящихся к MV, очень похожи и регулируются с помощью их особого способа экспрессии генов. Все геномы вирусов MV содержат три core-гена, кодирующие: нуклеопротеин (N или NP), фосфопротеин (P) и РНК-зависимую РНК-полимеразу (L). Вирусная оболочка состоит из матриксного белка (M) и одного или более трансмембранных гликопротеинов (например, G, HN и F белков), которые играют некоторую роль в сборке/ почковании вирусов, а также в процессе прикрепления и/или в проникновения вируса в клетку. Состав белков, в зависимости от рода вируса, изменяется за счет вспомогательных белков, которые либо выполняют определенные специфические регуляторные функции в транскрипции и вирусной репликации, либо включены в реакции клетки-хозяина вируса (например, C, V и NS белки). Порядок генов вирусов MV является высоко консервативным: core-гены N и P находятся в или рядом с 3'-концевой областью, а большой (L) ген находится в 5'-концевом участке. Поверхностные гликопротеиновые гены M, так же, как и другие вспомогательные гены, локализованы между N, P и L генами.The virus, belonging to the order Mononegavirales, consists of two main units: the ribonucleoprotein complex (RNP) and the membrane. For representatives of the viruses belonging to all the genera and families mentioned above, the sequences of the genomes were completely determined. The sizes of these genomes ranged from 9000 nucleotides to 19000 nucleotides, and they contained from 5 to 10 genes. The structure and organization of the genomes of viruses related to MV are very similar and are regulated by their special method of gene expression. All MV genomes contain three core genes encoding: nucleoprotein (N or NP), phosphoprotein (P), and RNA-dependent RNA polymerase (L). The viral envelope consists of a matrix protein (M) and one or more transmembrane glycoproteins (e.g., G, HN and F proteins), which play a role in the assembly / budding of viruses, as well as in the process of attachment and / or penetration of the virus into the cell. The composition of proteins, depending on the type of virus, changes due to auxiliary proteins, which either perform certain specific regulatory functions in transcription and viral replication, or are included in the reactions of the virus host cell (for example, C, V and NS proteins). The order of the MV virus genes is highly conserved: the N and P core genes are located in or near the 3'-terminal region, and the large (L) gene is located in the 5'-terminal region. Surface glycoprotein M genes, like other auxiliary genes, are located between the N, P and L genes.

В комплексе RNP геномная или антигеномная РНК тесно связана с белком N и ассоциирована с РНК-зависимой РНК-полимеразой, которая состоит из белков L и P. После инфицирования клетки этот комплекс RNP, а не только геном РНК, служит в качестве матрицы в двух различных процессах синтеза РНК: транскрипции субгеномных мРНК и репликации геномной РНК полной длины.In the RNP complex, genomic or antigenomic RNA is closely linked to protein N and is associated with an RNA-dependent RNA polymerase, which consists of proteins L and P. After infection of the cell, this RNP complex, and not just the RNA genome, serves as a matrix in two different RNA synthesis processes: transcription of subgenomic mRNAs and replication of full-length genomic RNA.

Все тандемно организованные гены разделены структурами, называемыми «генными соединениями». Генное соединение включает в себя консервативную последовательность «конца гена» (GE), нетранскрибируемый «межгенный участок» (IGR) и консервативную последовательность «генного старта» (GS). Эти последовательности являются необходимыми и достаточными для транскрипции гена. Во время транскрипции каждый ген последовательно транскрибируется в мРНК с помощью вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразы, которая начинает процесс транскрипции в 3'конце геномной РНК у первой GS последовательности. У каждого генного соединения транкрипция прерывается как результат отсоединения РНК-полимеразы у GS последовательности. Дальнейшая инициация транскрипции происходит у последующей последовательности GS, хотя и с уменьшенной эффективностью. Результатом этого прерываемого процесса, который называют также «стоп - старт», происходит снижение интенсивности транкрипции у каждого генного соединения, в результате которого 3'-проксимальные гены в геноме вирусов MV транскрибируются более интенсивно, чем последующие гены, расположенные в конечной части. Модулированная форма транскрипции генов вирусов MV, при которой каждый ген является частью отдельного цистрона или транскрипционной единицы, делает эти вирусы особенно подходящими для встраивания или экспрессии чужеродных генов. Каждая транскрипционная единица в геноме вируса MV включает в себя следующие элементы: 3'-GS-открытая рамка считывания (ORF)-GS-5'.All tandemly organized genes are separated by structures called “gene compounds”. A gene compound includes a conserved “end of gene” (GE) sequence, a non-transcribed “intergenic region” (IGR) and a conserved “gene start” sequence (GS). These sequences are necessary and sufficient for gene transcription. During transcription, each gene is sequentially transcribed into mRNA using a viral RNA-dependent RNA polymerase, which starts the transcription process at the 3'end of genomic RNA in the first GS sequence. For each gene compound, transcription is interrupted as a result of RNA polymerase detachment in the GS sequence. Further transcription initiation occurs in the subsequent GS sequence, albeit with reduced efficiency. This results in a discontinuous process, which is also called a "stop - start" occurs trankriptsii intensity decrease in each gene of the compound in which the 3'-proximal genes in the genome of MV viruses transcribed more intensively than the following genes located in the final part. The modulated form of transcription of the MV virus genes, in which each gene is part of a single cistron or transcription unit, makes these viruses particularly suitable for the insertion or expression of foreign genes. Each transcriptional unit in the genome of the MV virus includes the following elements: 3'-GS-open reading frame (ORF) -GS-5 '.

В 3'- и 5'-геномных концах во всех геномах вирусов MV имеется короткий нетранскрибируемый район, называемый «лидер» (около 40-50 нт) и «трейлер» (около 20-600 нт), соответственно. Лидер- и трэйлер-последовательности являются важными последовательностями, которые контролируют репликацию геномной РНК, инкапсулирование и упаковывание вирусов. At the 3'- and 5'-genomic ends, all MV virus genomes have a short non-transcribed region called the “leader” (about 40-50 nt) and the “trailer” (about 20-600 nt) , respectively. Leader and trailer sequences are important sequences that control genomic RNA replication, encapsulation and packaging of viruses .

Благодаря технологии обратной генетики и освобождению инфекционного вируса MV появилась возможность манипулировать РНК-геномом этого вируса, используя его кДНК-копии.Thanks to reverse genetics technology and the release of the infectious MV virus, it became possible to manipulate the RNA genome of this virus using its cDNA copies.

Комплекс RNP является минимальным комплексом инициации репликации, необходимым для синтеза вирусной РНК. Инфекционный вирус MV может быть освобожден с помощью внутриклеточной ко-экспрессии (анти)геномных РНК и соответствующих белков из плазмид, управляемых (T7)РНК-полимеразой. С момента появления первой публикации Шнелля с соавт. в 1994 г.,(Schnell et al., 1994 (см. выше)) было обнаружено много видов вирусов MV с помощью первоначальной методики (или ее небольшой модификации).The RNP complex is the minimal replication initiation complex required for viral RNA synthesis. Infectious MV virus can be released by intracellular co-expression of (anti) genomic RNA and corresponding proteins from plasmids driven by (T7) RNA polymerase. Since the first publication of Schnell et al. in 1994, (Schnell et al., 1994 (see above)), many types of MV viruses were detected using the initial method (or a slight modification).

Болезнь Ньюкастла и птичий грипп являются серьезными заболеваниями птиц, которые могут вызвать значительные экономические потери в производстве домашней птицы во всем мире. Вирус болезни Ньюкастла - это несегментированный вирус, содержащий минус-нитевую РНК, относящийся к порядку MV. Геном, длина которого составляет 15 тыс. п.о., содержит шесть генов, которые кодируют нуклеопротеин (NP), фосфопротеин (PN) и V белок(P/V) матриксный (M) белок, белок слияния (F), белок гемагглютинин-нейраминидаза(HN) и РНК-зависимую РНК-полимеразу или большой (L) белок. Гены NDV организованные последовательно в следующем порядке 3'-NP-P-M-F-HN-L-5', они разделены межгенными участками разной длины. Каждому гену предшествует последовательность генного старта (GS), за которой следуют некодирующий участок, открытая рамка считывания, кодирующая белки NDV, второй некодирующий участок и последовательность конца гена. Длину NDV генома составляют шесть компонентов, и это необходимо учитывать при введении чужеродных генов.Newcastle disease and bird flu are serious bird diseases that can cause significant economic losses in poultry production worldwide. The Newcastle disease virus is an unsegmented virus that contains negative-stranded RNA of the MV order. The genome, which is 15 thousand bp in length, contains six genes that encode nucleoprotein (NP), phosphoprotein (PN) and V protein (P / V) matrix (M) protein, fusion protein (F), hemagglutinin protein β-neuraminidase (HN) and an RNA-dependent RNA polymerase or a large (L) protein. NDV genes are organized sequentially in the following order 3'-NP-P-M-F-HN-L-5 ', they are separated by intergenic regions of different lengths. Each gene is preceded by a gene start sequence (GS), followed by a non-coding region, an open reading frame encoding NDV proteins, a second non-coding region, and a gene end sequence. The length of the NDV genome is composed of six components, and this must be taken into account when introducing foreign genes.

Птичий грипп (AI) - это заболевание домашней птицы, для которого характерны как мягкие респираторные проявления, так и тяжелое протекание болезни с высоким уровнем смертности. Возбудителем заболевания является вирус птичьего гриппа А (AIV), принадлежащий к семейству Orthomyxoviridae. AIV содержит восемь сегментов геномной РНК отрицательной полярности, которые кодируют 10 белков. На основе антигенных свойств поверхностных гликопротеинов - гемагглютинина (HA) и нейраминидазы (N), вирусы AI были подразделены на подтипы. В настоящее время известно 16 подтипов гемагглютинина (H1-H16) и девять подтипов нейраминидазы (N1-N9). Антитела к H и N являются важным фактором в гуморальном ответе, они подавляют инфекцию или предотвращают заболевание.Avian influenza (AI) is a disease in poultry characterized by both mild respiratory manifestations and severe illness with a high mortality rate. The causative agent of the disease is avian influenza A virus (AIV), belonging to the family Orthomyxoviridae. AIV contains eight negative polarity genomic RNA segments that encode 10 proteins. Based on the antigenic properties of surface glycoproteins — hemagglutinin (HA) and neuraminidase (N), AI viruses were subdivided into subtypes. Currently, 16 subtypes of hemagglutinin (H1-H16) and nine subtypes of neuraminidase (N1-N9) are known. Antibodies to H and N are an important factor in the humoral response; they suppress infection or prevent disease.

Вирусы птичьего гриппа и болезни Ньюкастла подразделяются на два различающихся патотипа в соответствии с их вирулентностью. Симптомы, вызываемые низкопатогенными AIV (LPAIV) или лентогенными NDV, считаются менее существенными. В отличие от этого подтипа, высокопатогенный птичий грипп (HPAI) и болезнь Ньюкастла, вызываемые высоковирулентными вирусами (NDV: мезогенные и велогенные штаммы), являются заболеваниями, подлежащими регистрации.Avian influenza and Newcastle disease viruses are divided into two distinct pathotypes according to their virulence. Symptoms caused by low pathogenic AIV (LPAIV) or lentogenic NDV are considered less significant. In contrast to this subtype, highly pathogenic avian influenza (HPAI) and Newcastle disease caused by highly virulent viruses (NDV: mesogenic and velogenic strains) are registered diseases.

Для защиты домашних кур от высоковирулентных NDV штаммов проводится рутинная вакцинация против NDV с использованием лентогенными NDV штаммов, но вакцинация против HPAI в большинстве стран не проводится, поскольку HPAI контролируется с помощью ирадикации. Однако вакцинация также может быть использована для минимизации потерь и уменьшения распространения заболевания. Вызываеиый вакцинами иммунитет является видоспецифическим. Это означает, что вакцина подтипа H5 может защищать от H5 AIV, но не от других H подтипов. Обычно репликация вируса гриппа локализована в дыхательном тракте, поскольку гемагглютенин вирусов LPAI может быть расщеплен только с помощью триптазы Clara, сериновой протеазы, локализованой в дыхательном тракте. До сих пор все вирусы HPAI являлись подтипами H5 и H7. Эти вирусы HPAI содержат множественные последовательности основных аминокислот в сайте расщепления H, поэтому он может расщепляться с помощью встречающегося в разных тканях фурина и субтилизиноподобных ферментов на субъединицы HA1 и HA2. Такие вирусы способны, следовательно, размножаться и в других органах.To protect domestic chickens from highly virulent NDV strains, routine vaccination against NDV is carried out using ribogenic NDV strains, but vaccination against HPAI is not carried out in most countries, since HPAI is controlled by irradiation. However, vaccination can also be used to minimize losses and reduce the spread of the disease. Vaccine-induced immunity is species-specific. This means that the H5 subtype vaccine can protect against H5 AIV, but not from other H subtypes. Usually, influenza virus replication is localized in the respiratory tract , since the hemagglutenin of the LPAI viruses can only be cleaved using Clara tryptase , a serine protease localized in the respiratory tract. So far, all HPAI viruses have been subtypes of H5 and H7. These HPAI viruses contain multiple sequences of basic amino acids at the H cleavage site, so it can be cleaved by the furin and subtilisin-like enzymes found in different tissues into HA1 and HA2 subunits. Such viruses are able, therefore, to multiply in other organs.

Вакцины против вирусов подтипов H5 и H7 могут обеспечивать защиту кур и индеек от клинических проявлений и гибели после заражения HPAI. Было доказано экспериментально, что кроме обычных инактивированных масляных цельновирионных AIV, эффективными средствами иммунизации против AI являются также векторный вирус, субъединичный белок и ДНК-вакцины. Создание рекомбинантных вирусов с целью их использования в качестве вакцинных векторов является важным следствием применения методов обратной генетики к различным вирусам. Были сконструированы разные рекомбинантные минус-нитевые РНК вирусы, экспрессирующие чужеродные белки. Кроме того, гемагглютинин AIV был введен в различные векторные вирусы, такие как вирус инфекционного ларинготрахеита (ILTV) (Luschow et al., Vaccine 19, 4249-59, 2001), вирус чумы крупного рогатого скота (Rinderpest virus) (Walsh et al., J. Virol. 74, 10165-75, 2000) и вирус везикулярного стоматита (VSV) (Roberts et al., J. Virol. 247, 4704-11, 1998). NDV используется также для экспрессии гемагглютинина AIV. Ген гемагглютинина гриппа A/WSN/33 был встроен между P и M генами NDV штамма Hitchner B1. Этот рекомбинант защищал мышей от летальной инфекции, хотя у мышей наблюдалась значительная потеря веса, они полностью выздоравливали в течение 10 дней (Nakaya et al., J. Virol. 75, 11868-73, 2001). Полученные позднее рекомбинантные NDV с такими же вставками для чужеродных генов экспрессировали H7 LPAI, однако только 40% вакцинированных кур были защищены от велогенной NDV и HPAI(Swaye et al., Avan Dis. 47, 1047-50, 2003).Vaccines against the H5 and H7 subtypes can protect chickens and turkeys from clinical manifestations and death after HPAI infection. It has been experimentally proven that, in addition to the usual inactivated, oily, whole-virion AIV, vector virus, subunit protein and DNA vaccines are also effective means of immunization against AI. The creation of recombinant viruses with the aim of using them as vaccine vectors is an important consequence of the application of reverse genetics methods to various viruses. Different recombinant negative-strand RNA viruses expressing foreign proteins were constructed. In addition, hemagglutinin AIV has been introduced into various vector viruses, such as the infectious laryngotracheitis virus (ILTV) (Luschow et al., Vaccine 19 , 4249-59, 2001), the cattle plague virus (Rinderpest virus) (Walsh et al. , J. Virol. 74, 10165-75, 2000) and vesicular stomatitis virus (VSV) (Roberts et al., J. Virol. 247, 4704-11, 1998). NDV is also used for the expression of hemagglutinin AIV. The influenza A / WSN / 33 hemagglutinin gene was inserted between the P and M genes of the NDV strain of Hitchner B1. This recombinant protected mice from lethal infection, although the mice showed significant weight loss, they fully recovered within 10 days (Nakaya et al., J. Virol. 75 , 11868-73, 2001). Recombinant NDVs obtained later with the same insertions for foreign genes expressed H7 LPAI, however, only 40% of vaccinated chickens were protected against velogenous NDV and HPAI (Swaye et al., Avan Dis. 47 , 1047-50, 2003).

HA-белки гриппа синтезируются как белки-предшественники (HA0). Полипептид-предшественник HA0 пострансляционно расщепляется у консервативного остатка аргинина (Arg) на две субъединицы: Ha1 и HA2. Это расщепление способствует инфективности вируса. (По-видимому, чем эффективней HA-предшественник расщепляется, тем более вирулентен вирус). Были проанализированы участки соединения HA1-HA2 разных вирусов гриппа. Было обнаружено, что в геноме патогенных штаммов существует участок, который содержит основные аминокислоты и непосредственно прилегает к сайту расщепления (Senne et al., Avian Diseases, 40: 425-237, 1996; Steinhauser, Virology, 258, 1-20, 1999; Kawaoka and Webster, Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 85,1988).Influenza HA proteins are synthesized as precursor proteins (HA 0 ). The HA 0 precursor polypeptide is cleaved post-translationally at the conserved arginine residue (Arg) into two subunits: Ha1 and HA2. This cleavage contributes to the infectivity of the virus. (Apparently, the more efficient the HA precursor is cleaving, the more virulent the virus is). Sections of the compound HA 1 -HA 2 of different influenza viruses were analyzed. It was found that in the genome of pathogenic strains there is a site that contains basic amino acids and is directly adjacent to the cleavage site (Senne et al., Avian Diseases, 40: 425-237, 1996; Steinhauser, Virology, 258, 1-20, 1999; Kawaoka and Webster, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 85.1988).

Высокопатогенные вирусы особенно важны с точки зрения защиты, которую должна обеспечивать вакцина гриппа.Highly pathogenic viruses are especially important in terms of the protection that an influenza vaccine should provide.

Однако, когда эти типы белков, то есть такие белки как HA- белки патогенного гриппа H5, содержащие основную цепь аминокислот в своей последовательности, были встроены в вектор Mononegavirales, возникали определенные проблемы.However, when these types of proteins, that is, proteins such as HA-proteins of pathogenic H5 influenza containing the main chain of amino acids in their sequence, were inserted into the Mononegavirales vector, certain problems arose.

Прежде всего, последовательность генов, по-видимому, является нестабильной в определенном отношении. После нескольких пассажей культуры клеток куриных эмбрионов вектора NDV, в который был встроен ген H5 (NDVH5), происходили спонтанные мутации внутри части последовательности генов, которая кодирует основную цепь аминокислот.First of all, the sequence of genes seems to be unstable in a certain respect. After several passages of the chicken embryo cell culture of the NDV vector into which the H5 gene (NDVH5) was inserted, spontaneous mutations occurred within the portion of the gene sequence that encodes the amino acid backbone.

Кроме того, кодирующая последовательность для цепи основных аминокислот, по-видимому, содержит последовательность, которая узнается вирусом Mononegavirales как последовательность конца гена (GE). Обзор, посвященный GE-последовательностям для вирусов Mononegavirales, представлен в работе Whelan (Curr. Top. Microbiol. Immunol., 283, 61-119, 2004). GE-последовательности для вирусов Mononegavirales характеризуются обычной консервативной последовательностью: nUUUU.In addition, the coding sequence for the chain of basic amino acids, apparently, contains a sequence that is recognized by the Mononegavirales virus as a gene end sequence (GE). A review of the GE sequences for Mononegavirales viruses is presented in Whelan (Curr. Top. Microbiol. Immunol., 283, 61-119, 2004). The GE sequences for Mononegavirales viruses are characterized by the usual conserved sequence: nUUUU.

Было обнаружено, что части кодирующей последовательности для цепи основных аминокислот, таких как та, которая прилегает к участку расщепления HA-белка патогенного вируса птичьего гриппа типа H5, имеют сходство с GE-последовательностью, узнаваемой полимеразами вектора Mononegavirales как GE-последовательность. Это может привести к уменьшению уровней белковой экспрессии белка полной длины, которое может повлиять на эффективность вакцины, основанной на таком векторе.It was found that portions of the coding sequence for a chain of basic amino acids, such as the one adjacent to the HA protein cleavage site of pathogenic avian influenza virus type H5, are similar to the GE sequence recognized by the Mononegavirales vector polymerases as the GE sequence. This can lead to a decrease in protein expression levels of full-length protein, which may affect the effectiveness of a vaccine based on such a vector.

Целью данного изобретения было создание рекомбинантного вектора вируса MV, который проявлял бы высокий уровень экспрессии белка, кодируемого чужеродным геном, встроенным в геном векторного вируса, и/или который показывал бы более высокую иммуногенность по сравнению с существующими векторными вирусами MV.The aim of the present invention was to provide a recombinant vector of the MV virus, which would exhibit a high level of expression of a protein encoded by a foreign gene inserted into the vector virus gene and / or which would show higher immunogenicity compared to existing vector MV viruses.

Авторы данного изобретения обнаружили, что эта цель может быть реализована с помощью рекомбинантного вируса Mononegavirales согласно изобретению.The inventors have found that this goal can be realized with the recombinant Mononegavirales virus of the invention.

Данное изобретение предоставляет способ получения рекомбинантного вектора вируса Mononegavirales, содержащего дополнительную транскрипционную единицу, включающую в себя чужеродный ген, операбельно связанный с последовательностью старта гена (GS) начальной части вируса Mononegavirales и последовательностью конца гена (GE) конечной части вируса Mononegavirales, характеризующуюся тем, что последовательность чужеродного гена кодирует белок. Этот белок содержит удлинение, по крайней мере, из трех основных аминокислот, состоящее из остатков аргинина (Arg) и/или лизина (Lys) и содержащее, по крайней мере, один лизин. При этом последовательность нуклеотидов чужеродного гена подобрана таким образом, что она не содержит последовательности, которая может узнаваться вирусной полимеразой вируса Mononegavirales как последовательность конца гена (GE).The present invention provides a method for producing a recombinant Mononegavirales virus vector containing an additional transcriptional unit comprising a foreign gene operably linked to the start sequence of the Mononegavirales virus initial gene (GS) and the Mononegavirales virus end gene (GE) sequence, characterized in that the sequence of a foreign gene encodes a protein. This protein contains an extension of at least three basic amino acids, consisting of arginine (Arg) and / or lysine (Lys) residues and containing at least one lysine. The sequence of the nucleotides of the foreign gene is selected in such a way that it does not contain a sequence that can be recognized by the viral polymerase of the Mononegavirales virus as a gene end sequence (GE).

Последовательность, которая может узнаваться вирусной полимеразой вируса Mononegavirales как последовательность конца гена, - это последовательность, которая содержит минимальную консервативную последовательность, имеющуюся у большинства GE-последовательностей вируса Mononegavirales, обозначаемую a/uCUUUU (для отрицательной полярности, которая является полярностью генома вирусов Mononegavirales. Для положительной полярности (уровень кДНК) этим мотивом является t/aGAAAA).The sequence that can be recognized by the Mononegavirales virus polymerase as the end-of-gene sequence is the sequence that contains the minimal conserved sequence found in most Mononegavirales GE sequences denoted by a / uCUUUU (for negative polarity, which is the polarity of the Mononegavirales virus genome. For positive polarity (cDNA level) this motive is t / aGAAAA).

Для специфического вектора Mononegavirales использовали известную специфическую GE-последовательность (Whelan et al., (см выше)). Например, для NDV GE-последовательность, указанная в Whelan это aaucUUUUUUu (отрицательная полярность, являющаяся полярностью генома для вирусов Mononegavirales). В случае положительной полярности (уровень кДНК) в последовательности это удлинение состояло бы из остатков аденина: gAAAAAA.For the specific Mononegavirales vector, the known specific GE sequence was used (Whelan et al., (See above)). For example, for NDV GE-sequence is indicated in Whelan aaucUUUUUUu (negative polarity, which polarity for Mononegavirales virus genome). In the case of positive polarity (cDNA level) in the sequence, this extension would consist of adenine residues: gAAAAAA.

В векторе, в соответствии с изобретением, такая GE-последовательность не должна находиться внутри кодирующей последовательности чужеродного белка.In the vector, in accordance with the invention, such a GE sequence should not be inside the coding sequence of a foreign protein.

Существует несколько способов достижения этой цели, открытых для квалифицированного специалиста. Чужеродная последовательность может быть отобрана так, что она по природе не содержит последовательности, которая может быть узнаваема вирусной полимеразой вируса Mononegavirales как последовательность конца гена (GE).There are several ways to achieve this goal that are open to a qualified person. The foreign sequence can be selected so that it by nature does not contain a sequence that can be recognized by the Mononegavirales virus polymerase as the gene end sequence (GE).

Например, когда последовательность чужеродного гена кодирует вирусный белок, чужеродный ген может быть получен из штамма вируса, который, по природе, несет ген, кодирующий этот белок, и кодирующая его последовательность не включает в себя потенциальную GE-последовательность (тогда как тот же ген в другом штамме этого вируса включает).For example, when a sequence of a foreign gene encodes a viral protein, the foreign gene can be obtained from a strain of the virus, which, by nature, carries the gene encoding this protein, and its coding sequence does not include a potential GE sequence (whereas the same gene in another strain of this virus includes).

Однако, поскольку шансы получения такого варианта генной последовательности от вируса дикого типа очень малы, то более предпочтительной стратегией был бы вызов мутаций в последовательности чужеродного гена дикого типа с помощью направленного мутагенеза для изменения этой последовательности до такой степени, чтобы потенциальная GE-последовательность больше не присутствовала.However, since the chances of obtaining such a variant of the gene sequence from the wild-type virus are very small, a more preferred strategy would be to induce mutations in the sequence of the foreign wild-type gene using directed mutagenesis to modify this sequence to such an extent that the potential GE sequence is no longer present .

Частью данного изобретения является также создание результирующего рекомбинантного вектора вируса Mononegavirales, в котором чужеродный ген кодирует белок, содержащий удлинение, по крайней мере, из трех основных аминокислот, состоящее из остатков аргинина (Arg) и/или лизина (Lys) и содержащее, по крайней мере, один лизин; чужеродный ген которого не содержит последовательности, узнаваемой вирусной полимеразой вируса Mononegavirales как последовательность конца гена (GE).It is also part of the invention to provide a resulting recombinant Mononegavirales virus vector in which a foreign gene encodes a protein containing an extension of at least three essential amino acids, consisting of arginine (Arg) and / or lysine (Lys) residues and containing at least at least one lysine; a foreign gene which does not contain a sequence recognized by the Mononegavirales virus polymerase virus as a gene end sequence (GE).

Часть чужеродного гена, которую нужно модифицировать, особенно в том случае, если чужеродным белком является HA-белок патогенного вируса H5 птичьего гриппа, может быть частью последовательности чужеродного гена дикого типа, кодирующей цепь, по крайней мере, трех основных аминокислот.The part of the foreign gene that needs to be modified, especially if the foreign protein is the HA protein of the pathogenic avian influenza H5 virus, can be part of the sequence of the wild-type foreign gene that encodes a chain of at least three basic amino acids.

Участок удлинения из основных аминокислот включает в себя, по крайней мере, три основные аминокислоты, отобранные из группы, состоящей из лизина (одна буква кода: K) и аргинина (одна буква кода: R), в которой, по крайней мере, одним аминокислотным остатком является лизин. Это включало бы последовательность KKK, комбинацию 2K с 1R(KKR, KRK, RKK) и комбинацию 1K и 2R (KRR, RKR и RRK), а также более длинные участки удлинения из основных аминокислот, включая специфические последовательности 3 аминокислот, упомянутые здесь. Как можно видеть из работы Steinhauser et al. (см. выше), участки удлинения из основных аминокислот, непосредственно прилегающие к сайтам расщепления в HA- белках патогенных вирусов гриппа, могут быть длиннее и могут включать такие последовательности, как RRKKR или RRRKK.An extension section of basic amino acids includes at least three basic amino acids selected from the group consisting of lysine (one letter of code: K) and arginine (one letter of code: R), in which at least one amino acid the remainder is lysine. This would include a KKK sequence, a combination of 2K with 1R (KKR, KRK, RKK) and a combination of 1K and 2R (KRR, RKR and RRK), as well as longer extension sites from the basic amino acids, including the specific 3 amino acid sequences mentioned here. As can be seen from Steinhauser et al. (see above), elongation regions from basic amino acids directly adjacent to cleavage sites in HA proteins of pathogenic influenza viruses may be longer and may include sequences such as RRKKR or RRRKK.

Кодоны, кодирующие лизин, это aaa и aag, тогда как кодоны, кодирующие аргинин, содержат aga и agg. Было обнаружено, что (особенно в кодирующей последовательности для HA-белка патогенного вируса H5 птичьего гриппа) кодирующая последовательность, которая кодирует основную цепь аминокислот, непосредственно прилегающей к участку расщепления белка, может содержать GE-мотив t/aGAAAA.The codons encoding lysine are aaa and aag, while the codons encoding arginine contain aga and agg. It was found that (especially in the coding sequence for the HA protein of the pathogenic avian influenza H5 virus), the coding sequence that encodes the backbone of amino acids directly adjacent to the protein cleavage site may contain the t / aGAAAA GE motif.

Для модификации GE-последовательности, находящейся внутри чужеродного гена дикого типа, должна быть внесена, по крайней мере, одна мутация, при которой внутри GE-последовательности, имеющей обычный мотив (t/aGAAAA), нуклеотид “A” участка, содержащего аденины, который изначально присутствовал в последовательности чужеродного гена дикого типа, замещают на другой нуклеотид. Фактически, если мутация внесена в “aaaa” участок, который есть часть последовательности, узнаваемой как GE-последовательность, по крайней мере, один из нуклеотидов аденина должен быть замещен на другой нуклеотид (например, гуанин(“g”)).To modify the GE sequence inside the wild-type foreign gene, at least one mutation must be introduced in which the nucleotide “A” of the adenine containing region is located inside the GE sequence, which has the usual motif (t / aGAAAA), originally present in the sequence of a foreign wild-type gene, is replaced by another nucleotide. In fact, if a mutation is inserted in the “aaaa” region, which is part of a sequence recognized as a GE sequence, at least one of the adenine nucleotides must be replaced by another nucleotide (for example, guanine (“g”)).

При изменении последовательности с помощью сайт-направленного мутагенеза, эти изменения являются преимущественно молчащими (это означает, что мутация (мутации) не приводят к мутации на уровне аминокислот). Однако также допустимы мутации на уровне нуклеотидных кислот, которые ведут к консервативным мутациям на уровне аминокислот (означающем, что одна основная аминокислота замещается на другую основную аминокислоту, например, L становится R или R становится L). Например, если в той части последовательности гена дикого типа, кодирующей основную цепь аминокислот, где, по крайней мере, один остаток лизина кодируется с помощью кодона “aaa”, то этот кодон в модифицированном чужеродном гене, встроенном в вектор данного изобретения, может быть мутирован в “aag”. Или, там, где в последовательности дикого типа особый остаток аргинина, образующий часть основной цепи аминокислот, кодируется с помощью “aga”, этот кодон в данном гене может быть мутирован в “agg”, так как, согласно изобретению, он сделан частью вектора.When changing the sequence using site-directed mutagenesis, these changes are mostly silent (this means that mutations (mutations) do not lead to mutations at the amino acid level). However, mutations at the nucleotide acid level are also acceptable, which lead to conservative mutations at the amino acid level (meaning that one basic amino acid is replaced by another basic amino acid, for example, L becomes R or R becomes L). For example, if in that part of the wild-type gene sequence encoding the main amino acid chain, where at least one lysine residue is encoded using the “aaa” codon, then this codon in the modified foreign gene inserted in the vector of the present invention can be mutated in “aag”. Or, where in the wild-type sequence a particular arginine residue, forming part of the main chain of amino acids, is encoded with “aga”, this codon in this gene can be mutated into “agg”, since, according to the invention, it is made part of the vector.

По крайней мере, один кодон “aaa” (кодирующий лизин) в последовательности дикого типа может быть мутирован для создания модифицированной последовательности чужеродного гена, которая инкорпорирована в вектор данного изобретения. Такая мутация может включать замещение кодона “aaa” на кодон “aga”. Более препочтительными являются векторы, в которых, например, участок удлинения из основных аминокислот состоит, по крайней мере, из двух лизиновых аминокислот в ряд, и в которых, по крайней мере, один из этих лизинов кодируется кодоном “aag”, хотя могут быть внесены две или более мутаций. Например, в случае, если кодирующая последовательность содержит два кодона “aaa” в ряд, оба могут быть замещены на кодоны “aag”.At least one codon “aaa” (encoding lysine) in the wild-type sequence can be mutated to create a modified foreign gene sequence that is incorporated into the vector of the present invention. Such a mutation may include the substitution of the codon “aaa” with the codon “aga”. More preferred are vectors in which, for example, an extension region of the basic amino acids consists of at least two lysine amino acids in a row, and in which at least one of these lysines is encoded by the “aag” codon, although they may be introduced two or more mutations. For example, if the coding sequence contains two codons “aaa” in a row, both can be replaced by codons “aag”.

Для того чтобы результирующий вектор был более стабильным, желательно вносить в чужеродный ген, по крайней мере, две мутации. В тех участках, где чужеродный ген содержит два кодона “aaa” в ряд, они оба предпочтительнее подвергаются мутации, и могут быть замещены на кодоны “aag”.In order for the resulting vector to be more stable, it is desirable to introduce at least two mutations into the foreign gene. In those regions where the foreign gene contains two “aaa” codons in a row, both of them are more likely to undergo mutations, and can be replaced by “aag” codons.

Хорошие результаты были получены при работе с векторами, в которых часть чужеродного гена, кодирующая участок удлинения из основных аминокислот, содержала одну мутацию в каждом из трех или четырех последовательных кодонов, кодирующих основную аминокислоту. В случае если основная цепь включает в себя только три аминокислоты, могут быть вызваны три мутации, но, когда присутствуют четыре или более основные аминокислоты, количество вызываемых мутаций может быть больше.Good results were obtained when working with vectors in which a part of a foreign gene encoding an extension region of basic amino acids contained one mutation in each of three or four consecutive codons encoding a basic amino acid. In the case where the main chain includes only three amino acids, three mutations can be caused , but when four or more basic amino acids are present, the number of mutations caused can be greater.

Например, там, где последовательность дикого типа содержит аминокислотную последовательность RRKK, кодируемую нуклеотидной последовательностью aga aga aaa aaa (последовательность положительной полярности, в которой подчеркнут мотив потенциальной GE-последовательности), эта кодирующая последовательность может быть мутирована в agg agg aag aag, которая все еще кодирует RRKK.For example, where the wild-type sequence contains the RRKK amino acid sequence encoded by the aga aga aaa aaa nucleotide sequence (a sequence of positive polarity in which the motif of the potential GE sequence is underlined), this coding sequence can be mutated into ag g ag g aa g aa g which still encodes RRKK.

Предпочтительнее, если вектором вируса Mononegavirales является вектор вируса болезни Ньюкастла (NDV) и чужеродный ген HA-белка патогенного вируса H5 птичьего гриппа.Preferably, the Mononegavirales virus vector is a Newcastle disease virus (NDV) vector and a foreign gene of the avian influenza pathogen H5 HA protein.

Хорошие результаты были получены при работе с вектором NDV, в который инкорпорировали модифицированный HA-ген патогенного вируса H5 птичьего гриппа (NDVH5m).Good results were obtained when working with the NDV vector into which the modified HA gene of the pathogenic avian influenza virus H5 (NDVH5m) was incorporated.

Ген HA был инкорпорирован в межгенном участке между NDV генами слияния (F) и гемагглютинин-нейрамидазы (HN) вектора NDV. Ген HA являлся модифицированным H5-геном, в котором последовательность дикого типа “aga aga aaa aaa” была изменена на последовательность “agg agg aag aag” в соответствии со способом настоящего изобретения.The HA gene was incorporated in the intergenic region between the NDV fusion genes (F) and hemagglutinin-neuramidase (HN) NDV vector. The HA gene was a modified H5 gene in which the wild-type sequence “aga aga aaa aaa” was changed to the sequence “ag g ag g aa g aag” in accordance with the method of the present invention.

Этот вектор продуцировал значительно больше HA-транскриптов полной длины, экспрессировал значительно более высокий уровень HA и также инкорпорировал больше белков в своей оболочке.This vector produced significantly more full-length HA transcripts, expressed a significantly higher level of HA, and also incorporated more proteins in its envelope.

Кроме того, NDVH5m стабильно экспрессировал модифицированный HA-ген на протяжении более 10 пассажей в культуре клеток куриных эмбрионов. Иммунизация цыплят с помощью NDVH5m индуцировала NDV- и AIVH5-специфические антитела и, после заражением летальной дозой велогенного NDV или высоко патогенного AIV, защищала кур от соответствующего клинического заболевания. Отметим, что распространения вируса гриппа не наблюдалось. Более того, иммунизация с помощью NDVH5m позволяла проводить распознавание серологическими методами вакцинированных и инфицированных полевым штаммом вируса AIV животных, основываясь на исследовании антител к нуклеопротеину (NP) AIV. Следовательно, рекомбинантный NDVH5m подходит в качестве бивалентной вакцины против NDV и AIV и может использоваться как маркерная вакцина для контроля над птичьим гриппом (AI).In addition, NDVH5m stably expressed the modified HA gene for over 10 passages in chicken embryo cell culture. Immunization of chickens with NDVH5m induced NDV- and AIVH5-specific antibodies and, after infection with a lethal dose of velogenic NDV or highly pathogenic AIV, protected chickens from the corresponding clinical disease. Note that the spread of the influenza virus was not observed. Moreover, immunization with NDVH5m allowed serological recognition of animals vaccinated and infected with a field strain of the AIV virus, based on a study of antibodies to the nucleoprotein (NP) AIV. Therefore, recombinant NDVH5m is suitable as a bivalent vaccine against NDV and AIV and can be used as a marker vaccine to control bird flu (AI).

Способы получения рекомбинантного вектора вируса MV, содержащего дополнительную транскрипционную единицу, включающую в себя чужеродный ген, хорошо известны в технике.Methods for producing a recombinant vector of the MV virus containing an additional transcriptional unit including a foreign gene are well known in the art.

Более конкретно, в способе по изобретению, изолированная молекула нуклеиновой кислоты и геном вируса MV использовались в их кДНК форме (позитивной полярности). Это позволило легко проводить манипулирование и встраивание желаемых молекул нуклеиновых кислот в вирусный геном.More specifically, in the method of the invention, the isolated nucleic acid molecule and the MV virus genome were used in their cDNA form (positive polarity). This made it easy to manipulate and integrate the desired nucleic acid molecules into the viral genome.

В общем, чужеродный ген мог быть встроен в разные части генома между двумя генами, например, в межгенные районы (IGR), 3'- и 5'-некодирующие участки гена, а также 3'-промотор-проксимальный (перед N/NP генами) или 5'-дистальный конец (после L-генов) генома.In general, a foreign gene could be inserted into different parts of the genome between two genes, for example, in intergenic regions (IGR), 3'- and 5'-non-coding regions of a gene, as well as a 3'-proximal promoter (in front of N / NP genes ) or the 5'-distal end (after L-genes) of the genome.

Чужеродный ген мог быть успешно встроен перед геном N/NP, между NP-P, P-M, M-G/F, G/F-HN, HN-L и после L-гена.A foreign gene could be successfully inserted before the N / NP gene, between NP-P, P-M, M-G / F, G / F-HN, HN-L and after the L gene.

Проще всего использовать уже существующую последовательность узнавания рестрикционных ферментов (RE) в одном из этих сайтов с помощью разрезания ферментом и встраивания подходящей кассеты транскрипции. Поскольку естественно существующие последовательности узнавания рестрикционных ферментов не всегда локализованы в желаемом участке, RE-сайты узнавания могут быть внесены в геном общепринятым способом с помощью сайт-направленного или ПЦР-мутагенеза.The easiest way is to use an existing restriction enzyme recognition (RE) recognition sequence at one of these sites by cutting the enzyme and inserting a suitable transcription cassette. Since naturally existing restriction enzyme recognition sequences are not always localized to the desired site, RE recognition sites can be introduced into the genome in a conventional manner using site-directed or PCR mutagenesis.

Структура встраиваемой транскрипционной кассеты зависит от сайта встраивания. Например, в случае, когда транскрипционная кассета встроена в IGR, кассета может включать в себя следующие элементы: 3' RE сайт узнавания-GS-некодируюший район-ORF (чужеродного гена)-некодирующий район-GE-RE сайт узнавания 5'. The structure of the embeddable transcriptional cassette depends on the embedment site. For example, in the case where the transcription cassette is integrated into the IGR, the cassette may include the following elements: 3 'RE recognition site-GS-non-coding region-ORF (foreign gene) non-coding region-GE-RE recognition site 5' .

Как альтернатива, в случае, когда транскрипционная кассета встроена в 5'-некодирующий район гена природного вируса MV, кассета может состоять из: 3' RE сайт узнавания-GE-IGR-GS-некодируюший район-ORF(чужеродного гена)-некодирующий район-RE сайт узнавания 5'.Alternatively, in the case where the transcription cassette is inserted into the 5'-non-coding region of the natural MV virus gene, the cassette may consist of: 3 'RE recognition site-GE-IGR-GS-non-coding region-ORF (foreign gene) - non-coding region - RE recognition site 5 '.

Подобным образом, в случае, когда транскрипционная кассета встроена в 3'-некодирующий район гена природного вируса MV, кассета может состоять из: 3'RE сайт узнавания-некодируюший район-ORF(чужеродного гена)-некодирующий район-GE-IGR-GS-RE сайт узнавания 5'.Similarly, when the transcription cassette is inserted into the 3'-non-coding region of the natural MV virus gene, the cassette may consist of: 3'RE recognition site-non-coding region-ORF (foreign gene) -non-coding region-GE-IGR-GS- RE recognition site 5 '.

Получение таких транскрипционных кассет и внесение их в геном вируса MV являются рутинными молекулярно биологическими процедурами, такими как те, что описаны в публикациях из списка литературы и в Примерах. В частности, для этой цели могут использоваться такие методы, как сайт-направленный мутагенез и ПЦР-мутагенез (Peeters et al., 1999, см. выше; Current Protocols in Molecular Biology, eds.; F.M. Ausubel et al., Wiley N.Y., 1995 edition, pages 8.5.1.-8.5.9; и Kunkel et al., Methods in Enzymology Vol. 154, 376-382, 1987).Obtaining such transcriptional cassettes and introducing them into the genome of the MV virus are routine molecular biological procedures, such as those described in the references and Examples. In particular, methods such as site-directed mutagenesis and PCR mutagenesis can be used for this purpose (Peeters et al., 1999, see above; Current Protocols in Molecular Biology, eds .; FM Ausubel et al., Wiley NY, 1995 edition, pages 8.5.1.-8.5.9; and Kunkel et al., Methods in Enzymology Vol. 154, 376-382, 1987).

В частности, рекомбинантный вектор вируса MV, согласно настоящему изобретению, может быть получен с помощью хорошо известного метода “обратной генетики”, который позволяет провести генетическую модификацию несегментированных, минус-нитевых РНК-вирусов порядка MV (указанных, например, в обзорах Conzelmann, K.K., Current Topics Microbiol. Immunol. 203, 1-41, 2004; и Walpita et al., FEMS Microbiol. Letters 244, 9-18, 2005).In particular, the recombinant vector of the MV virus according to the present invention can be obtained using the well-known “reverse genetics” method, which allows genetic modification of non-segmented, minus-stranded RNA viruses of order MV (indicated, for example, in Conzelmann, KK reviews , Current Topics Microbiol. Immunol. 203 , 1-41, 2004; and Walpita et al., FEMS Microbiol. Letters 244 , 9-18, 2005).

В этом способе, соответствующую клетку котрансфицируют с помощью вектора, содержащего молекулу кДНК, включающую в себя нуклеотидную последовательность, которая кодирует геном полной длины или, что более предпочтительно, антигеном (положительной полярности) вируса MV, и одного или более векторов, содержащих молекулы кДНК, включающие в себя нуклеотидные последовательности, которые кодируют необходимые поддерживающие белки, при подходящих условиях для транскрипции и ко-экспрессии (анти)генома MV и поддерживающих белков и продуцирования рекомбинантного вектора MV. В этом методе, вышеуказанная молекула нуклеиновой кислоты, кодирующая (анти)геном вируса MV полной длины, содержит дополнительную транскрипционную единицу, как пояснялось выше.In this method, the corresponding cell is co-transfected with a vector containing a cDNA molecule including a nucleotide sequence that encodes a full-length genome or, more preferably, an antigen (positive polarity) of the MV virus, and one or more vectors containing cDNA molecules, including nucleotide sequences that encode the necessary supporting proteins, under suitable conditions for transcription and co-expression of the (anti) MV genome and supporting proteins and production of re ombinantnogo vector MV. In this method, the aforementioned nucleic acid molecule encoding the (anti) genome of the full length MV virus contains an additional transcriptional unit, as explained above.

Под вектором подразумевается репликон, такой как плазмида, фаг или космида, к которому может быть присоединен другой сегмент ДНК, так, чтобы осуществлять репликацию присоединенного сегмента ДНК и его транскрипцию и/или экспрессию в клетке, трансфицированной с помощью этого вектора.By vector is meant a replicon, such as a plasmid, phage or cosmid, to which another segment of DNA can be attached, so as to replicate the attached segment of DNA and its transcription and / or expression in a cell transfected with this vector.

Предпочтительнее, если вектором для транскрипции генома полной длины является плазмида, которая включает в себя последовательность кДНК, кодирующую (анти)геном вируса MV, фланкированную T7-полимеразным промотором в своем 5'-конце и рибозимной последовательностью (гепатита дельта) в своем 3'-конце, хотя могут использоваться также T3- или SP6- РНК-полимеразные промоторы.Preferably, the vector for transcription of the full length genome is a plasmid that includes a cDNA sequence encoding the (anti) MV virus genome flanked by the T7 polymerase promoter at its 5 ′ end and a ribozyme sequence (hepatitis delta) at its 3 ′ end, although T3 or SP6 RNA polymerase promoters may also be used.

Для внутриклеточной экспрессии соответствующих поддерживающих белков используются преимущественно плазмиды, содержащие последовательности кДНК, кодирующие эти белки, под контролем соответствующих последовательностей контроля экспрессии, например, T7-полимеразного промотора.For intracellular expression of the corresponding support proteins, plasmids are used predominantly containing cDNA sequences encoding these proteins under the control of the corresponding expression control sequences, for example, the T7 polymerase promoter.

В особенно предпочтительном варианте способа получения рекомбинантного вектора вируса MV, согласно данному изобретению, используются экспрессионные плазмиды, которые кодируют N (или NP), P и L белки вирусов MV.In a particularly preferred embodiment of the method for producing a recombinant vector of the MV virus, according to this invention, expression plasmids are used that encode the N (or NP), P and L proteins of the MV viruses.

Количество или пропорции трансфектированных поддерживающих плазмид, используемых в этом методе обратной генетики, меняются в широких пределах. Пропорции для поддерживающих плазмид N:P:L могут варьировать от 20:10:1 до 1:1:2, а для каждого вируса известны эффективные методики трансфекции.The number or proportions of transfected supporting plasmids used in this reverse genetics method vary widely. The proportions for the supporting N: P: L plasmids can vary from 20: 10: 1 to 1: 1: 2, and effective transfection techniques are known for each virus.

В трансфицированной клетке формируется точная копия геномной РНК с помощью комбинированного действия T7 РНК-полимеразного промотора и рибозимной последовательности, и затем эта РНК упаковывается и реплицируется с помощью вирусных структурных белков, поставляемых котрансфицируемыми экспрессионными плазмидами.An exact copy of genomic RNA is formed in the transfected cell using the combined action of the T7 RNA polymerase promoter and the ribozyme sequence, and then this RNA is packaged and replicated using viral structural proteins supplied by cotransfected expression plasmids.

Предпочтительнее, если T7 полимераза обеспечивается рекомбинантным вирусом коровьей оспы, который инфицирует трансфицированную клетку, в частности, вирусом коровьей оспы vTF7-3, кроме того, для экспрессии T7 РНК-полимеразы могут использоваться другие рекомбинантные векторы оспы, такие как вирус оспы птиц, например, fpEFLT7pol или другие вирусные векторы.Preferably, the T7 polymerase is provided by a recombinant vaccinia virus that infects the transfected cell, in particular the vaccinia virus vTF7-3, in addition, other recombinant smallpox vectors such as avianpox virus can be used to express T7 RNA polymerase fpEFLT7pol or other viral vectors.

Отделение освобожденного вируса от вируса коровьей оспы может проводиться простым физическим методом, таким как фильтрация. Освобождение вируса Сендай или NDV можно проводить с помощью инокуляции супернатана трансфицированных клеток в куриные эмбрионы.Separation of the released virus from the vaccinia virus can be carried out by a simple physical method, such as filtration. Sendai virus or NDV can be released by inoculating supernatan of transfected cells into chicken embryos.

Для трансфекции векторов транскрипции и экспрессии, которые постоянно экспрессируют (T7)РНК-полимеразу и/или один или более необходимых поддерживающих белков, даже предпочтительнее использовать клеточные линии.For transfection of transcription and expression vectors that constantly express (T7) RNA polymerase and / or one or more necessary support proteins, it is even preferable to use cell lines.

Например, накопление вируса кори может быть достигнуто в клеточной линии эмбриональной почки человека, 293-3-46, которая экспрессирует как T7 РНК-полимеразу, так и поддерживающие белки вируса кори N и P (Radecke et al., EMBO J. 14, 5773-5784, 1995). Еще одной очень полезной клеточной линией, которая может выгодно использоваться в настоящем изобретении, является клеточная линия BSR, экспрессирующая T7 РНК-полимеразу, то есть клеточная линия BSR-T7/5 (Buchholz et al., J. Virol. 73, 251-259, 1999).For example, measles virus accumulation can be achieved in the human embryonic kidney cell line, 293-3-46, which expresses both T7 RNA polymerase and supporting measles virus proteins N and P (Radecke et al., EMBO J. 14 , 5773 -5784, 1995). Another very useful cell line that can advantageously be used in the present invention is the BSR cell line expressing T7 RNA polymerase, i.e. the BSR-T7 / 5 cell line (Buchholz et al., J. Virol. 73 , 251-259 , 1999).

Кроме того, более детальная информация, касающаяся технологии обратной генетики, используемой в данном изобретении для получения вируса MV, дана в обзоре Conzelmann K.K. (см. выше) и в Примере 1.In addition, more detailed information regarding reverse genetics technology used in the present invention for the production of MV virus is given in a review by Conzelmann K.K. (see above) and in Example 1.

Поскольку рекомбинантные векторы вируса MV могут стабильно экспрессировать чужеродные гены, векторы стали исследоваться с целью профилактического и терапевтического применений.Since the recombinant vectors of the MV virus can stably express foreign genes, the vectors have been investigated for the purpose of prophylactic and therapeutic applications.

В соответствии с настоящим изобретением в рекомбинантном векторе вируса MV чужеродный ген может изменяться в зависимости от специфического вида вектора вируса MV, а также применения векторного вируса.In accordance with the present invention, in a recombinant vector of the MV virus, the foreign gene may vary depending on the specific form of the vector of the MV virus, as well as the use of the vector virus.

Чужеродный ген может кодировать антиген (другого) микробиологического патогена (например, вируса, бактерии паразита), особенно важно, что чужеродный ген кодирует антиген патогена, который способен вызывать защитный иммунный ответ.A foreign gene can encode an antigen of a (other) microbiological pathogen (for example, a virus, a parasite bacteria), it is especially important that a foreign gene encodes a pathogen antigen that is capable of eliciting a protective immune response.

Примерами гетерологичных генных последовательностей, которые могут быть встроены в вирусные векторы данного изобретения, являются гены гликопротеина вируса гриппа, особенно H5 и H7 гены гемагглютинина вируса птичьего гриппа, гены вируса инфекционного бурсита (IBDV), особенно VP2, гены вируса инфекционного бронхита (IBV), вируса кошачьей лейкемии, вируса собачьей чумы, вируса лошадиной инфекционной анемии, вируса бешенства, Ehrlichia, в особенности Ehrlichia canis, респираторных синцитиальных вирусов, вирусов парагриппа, метапневмовирусов человека и вируса кори.Examples of heterologous gene sequences that can be inserted into the viral vectors of this invention are influenza glycoprotein genes, especially H5 and H7 avian influenza hemagglutinin genes, infectious bursitis virus genes (IBDV), especially VP2, infectious bronchitis virus (IBV) genes, feline leukemia virus, canine distemper virus, equine infectious anemia virus, rabies virus, Ehrlichia, especially Ehrlichia canis, respiratory syncytial viruses, parainfluenza viruses, human metapneumoviruses and virus and measles.

Альтернативно, чужеродный ген может кодировать полипептидный иммуномодулятор, который способен усиливать или модулировать иммунный ответ на вирусную инфекцию, например, при помощи коэкспрессирования цитокина, такого, как интерлейкин (например, IL-2, IL-12, IFN-y, TNF-α или GM-CSF).Alternatively, a foreign gene may encode a polypeptide immunomodulator that is capable of enhancing or modulating the immune response to a viral infection, for example, by coexpressing a cytokine such as interleukin (e.g. IL-2, IL-12, IFN-y, TNF-α or GM-CSF).

К порядку MV относятся вирусы, способные реплицироваться в организме человека и/или животного (в обоих организмах может реплицироваться, например, вирус бешенства или вирус болезни Ньюкастла). Следовательно, чужеродный ген может отбираться из большого числа микробиологических патогенов человека и животных.The MV order includes viruses that can replicate in the human and / or animal body (for example, rabies virus or Newcastle disease virus can replicate in both organisms). Therefore, a foreign gene can be selected from a large number of microbiological pathogens of humans and animals.

Несмотря на то, что в данном изобретении все вирусы MV могут использоваться как векторные вирусы, в данном изобретении в качестве рекомбинантного вектора вируса MV предлагается вирус семейства Rhabdoviridae, предпочтительнее рода Lyssavirus или Novirhabdovirus, и еще предпочтительнее - вид вируса бешенства или IHNV, соотвественно.Despite the fact that in the present invention all MV viruses can be used as vector viruses, in the present invention, the Rhabdoviridae family virus is preferred as the recombinant vector of the MV virus, more preferably the genus Lyssavirus or Novirhabdovirus, and even more preferably the type of rabies virus or IHNV, respectively.

Также, в качестве рекомбинантного вируса MV предлагается вирус семейства Paramyxoviridae, предпочтительнее родов: Respovirus, особенно видов hPIV3 или bPIV3; Morbillivirus, особенно вид CDV; Pneumovirus, особенно вид RSV; и Avulavirus, особенно вид NDV.Also, as a recombinant MV virus, a virus of the Paramyxoviridae family is proposed, more preferably the genera are: Respovirus, especially hPIV3 or bPIV3 species; Morbillivirus, especially a type of CDV; Pneumovirus, especially a species of RSV; and Avulavirus, especially the NDV species.

В наиболее предпочтительном варианте осуществления данного изобретения в качестве рекомбинантного вектора вируса MV используется вирус болезни Ньюкастла (NDV). Известно, что NDV способен реплицироваться в организмах и человека, и животных, в частности птиц, главным образом кур. Следовательно, согласно данному изобретению, рекомбинантный вектор NDV может содержать чужеродный ген, кодирующий антиген патогена, в частности респираторного патогена, или иммуномодулятор, способный вызывать соответствующий иммунный ответ у человека или у какого-либо из этих животных.In a most preferred embodiment of the invention, the Newcastle disease virus (NDV) is used as the recombinant vector of the MV virus. It is known that NDV is able to replicate in organisms of both humans and animals, in particular birds, mainly chickens. Therefore, according to the present invention, the recombinant NDV vector may contain a foreign gene encoding a pathogen antigen, in particular a respiratory pathogen, or an immunomodulator capable of eliciting an appropriate immune response in humans or in any of these animals.

Методы обратной генетики для генетической манипуляции NDV были представлены в работах Peeters с соавт. (J. Virology 73, 5001-5009, 1999), Römer-Oberdörfer с соавт. (J. Gen. Virol. 80, 2987-2995, 1999) и в обзоре Conzelmann, K.K. (см. выше). Кроме того, известно также, что NDV может использоваться в качестве вектора для экспрессии чужеродных генов, например для вызова иммунного ответа у животных, инфицированных вектором NDV (Nakaya et al., 2001,см. выше; Swayne et al., Avian Dis. 47, 1047-50, 2003).Reverse genetics methods for the genetic manipulation of NDV were presented by Peeters et al. (J. Virology 73 , 5001-5009, 1999), Römer-Oberdörfer et al. (J. Gen. Virol. 80 , 2987-2995, 1999) and in a review by Conzelmann, KK (see above). In addition, it is also known that NDV can be used as a vector for the expression of foreign genes, for example, to elicit an immune response in animals infected with the NDV vector (Nakaya et al., 2001, see above; Swayne et al., Avian Dis. 47 1047-50, 2003).

Чужеродный ген может быть введен в геном NDV в различных позициях, как отмечалось выше в общем виде для вирусов MV. В частности, в рекомбинантном векторе NDV, согласно данному изобретению, чужеродный ген (как часть соответствущей транскрипционной единицы) может быть встроен между следующими генами: NP-P, P-M, M-F, F-HN, HN-L и в 3'-проксимальном-, и 5'-дистальном локусах (Zhao et al., 2003, см. выше; Nakaya et al., 2001, см.выше), предпочтительнее в 3'-проксимальном, P-M, M-F и F-HN районах, район F-HN является наиболее предпочтительным.A foreign gene can be introduced into the NDV genome at various positions, as noted above in general terms for MV viruses. In particular, in the recombinant NDV vector according to this invention, a foreign gene (as part of the corresponding transcription unit) can be inserted between the following genes: NP-P, PM, MF, F-HN, HN-L and in the 3'-proximal and 5'-distal loci (Zhao et al., 2003, see above; Nakaya et al., 2001, see above), preferably in the 3'-proximal, PM, MF and F-HN regions, region F- HN is most preferred.

В частном варианте осуществления данного изобретения в рекомбинантном векторе NDV, дополнительная транскрипционная единица локализована между генами F-HN.In a particular embodiment of the invention, in a recombinant NDV vector, an additional transcriptional unit is located between the F-HN genes.

Рекомбинантный вектор NDV, согласно настоящему изобретению, можно использовать для индуцирования иммунного ответа у птиц, в частности у кур, направленного против других патогенов. Следовательно, рекомбинантный вектор NDV предпочтительно содержит чужеродный ген, который кодирует защитный антиген птичьего патогена, в частности: вируса гриппа, вируса болезни Марека (MDV), вируса инфекционного ларинготрахеита (ILTV), вируса инфекционного бронхита (IBV), вируса инфекционного бурсита (IBDV), вируса куриной анемии (CAV), реовируса, ретровируса птиц, аденовируса домашней птицы, вируса ринотрахеита индеек (TRTV), E. coli, вида Eimeria, Cryptosporidia, микоплазм, таких как M. gallinarum, M. synoviae и M. meleagridis, видов Salmonella, Campylobacter, Ornithobacterium (ORT) или Pasteurella sp.The recombinant NDV vector according to the present invention can be used to induce an immune response in birds, in particular chickens, against other pathogens. Therefore, the recombinant NDV vector preferably contains a foreign gene that encodes a protective antigen of avian pathogen, in particular: influenza virus, Marek's disease virus (MDV), infectious laryngotracheitis virus (ILTV), infectious bronchitis virus (IBV), infectious bursitis virus (IBDV) , chicken anemia virus (CAV), reovirus, bird retrovirus, poultry adenovirus, turkey rhinotracheitis virus (TRTV), E. coli, species Eimeria, Cryptosporidia, mycoplasmas such as M. gallinarum, M. synoviae and M. meleagridis, species Salmonella, Campylobacter, Ornithobacterium (ORT) or Pasteurella sp.

Более предпочтительным является рекомбинантный вектор NDV, содержащий чужеродный ген, который кодирует антиген AIV, MDV, ILTV, IBV, TRTV, E. coli, ORT или Микоплазмы.More preferred is a recombinant NDV vector containing a foreign gene that encodes the antigen AIV, MDV, ILTV, IBV, TRTV, E. coli, ORT or Mycoplasma.

В частности, рекомбинантный мутант вектора NDV содержит ген гемагглютинина (HA) вируса гриппа, предпочтительно вируса птичьего гриппа (AlV), более предпочтительно высоко патогенных AIV, в частности H5 или H7 AIV.In particular, the recombinant mutant of the NDV vector contains the hemagglutinin (HA) gene of influenza virus, preferably avian influenza virus (AlV), more preferably highly pathogenic AIV, in particular H5 or H7 AIV.

В принципе, в этом изобретении можно использовать ген HA всех штаммов птичьего гриппа. Нуклеотидные последовательности многих генов HA уже расшифрованы, и их можно получить в банках данных нуклеотидных последовательностей, таких как GenBank или база данных NCBI.In principle, the HA gene of all strains of bird flu can be used in this invention. The nucleotide sequences of many HA genes have already been decoded and can be obtained from the nucleotide sequence data banks, such as GenBank or the NCBI database.

Как отмечалось выше, в настоящем изобретении в качестве чужеродного гена может успешно использоваться ген гемагглютенина (HA), недавно изолированного высокопатогенного H5N2 подтипа AIV A/chicken/ltaly/8/98. Этот ген обратно транскрибируется, клонируется в эукариотическом экспрессионном векторе pcDNA3 (Invitrogen) и секвенируется (Lüschow et al., Vaccine, vol. 19, p. 4249-4259, 2001, и GenBank, доступ No. AJ305306). Из полученной экспрессионной плазмиды pCD-HA5 можно получать ген HA с помощью амплификации, используя специфические праймеры, которые генерируют искусственные RE-сайты узнавания, позволяющие встраивать ген HA в геномные последовательности NDV.As noted above, the hemagglutenin (HA) gene, a recently isolated highly pathogenic H5N2 subtype AIV A / chicken / ltaly / 8/98, can be successfully used as a foreign gene in the present invention. This gene is back transcribed, cloned in the pcDNA3 eukaryotic expression vector (Invitrogen) and sequenced (Lüschow et al., Vaccine, vol. 19, p. 4249-4259, 2001, and GenBank, access No. AJ305306). From the obtained expression plasmid pCD-HA5, the HA gene can be obtained by amplification using specific primers that generate artificial RE recognition sites that allow the integration of the HA gene into the NDV genomic sequences.

Как отмечалось выше, в дальнейшем ген HA высоко патогенного H7N1 подтипа AIV A/chicken/ltaly/445/99 может использоваться в данном изобретении в качестве чужеродного гена. Ген HA - обратно транскрибируется и амплифицируется с помощью ПЦР. Продукт, длиной 1711 нп, клонируется в Smal-расщепленном векторе pUC18 (Amersham) и секвенируется (Veits et al., J. Gen. Virol. 84, 3343-3352, 2003; и GenBank, доступ No. AJ580353).As noted above, in the future, the HA gene of the highly pathogenic H7N1 subtype AIV A / chicken / ltaly / 445/99 can be used in this invention as a foreign gene. The HA gene is back transcribed and amplified by PCR. The product, 1711 np in length, was cloned into a Smal-digested pUC18 vector (Amersham) and sequenced (Veits et al., J. Gen. Virol. 84, 3343-3352, 2003; and GenBank, access No. AJ580353).

В особенно полезном рекомбинантном векторе вируса MV, согласно данному изобретению, MV векторный вирус аттенуирован, то есть векторный вирус не является патогенным для животного-мишени или проявляет существенное уменьшение вирулентности по сравнению с вирусом дикого типа. Многие вирусы MV, использованные здесь в качестве вирусных векторов, уже длительное время регистрируются как безопасные живые аттенуированные вакцины, к ним относятся вирусы кори и NDV, тогда как другие вирусы, такие как SeV и VSV считаются непатогенными для людей. Кроме того, существуют обычные методы получения и скрининга аттенуированных вирусов, которые выявляют ограниченные репликацию или способность к заражению. Такие методы включают серийное культивирование вируса в гетерологичном субстрате и химический мутагенез.In a particularly useful recombinant vector of the MV virus according to this invention, the MV vector virus is attenuated, that is, the vector virus is not pathogenic for the target animal or shows a significant decrease in virulence compared to the wild-type virus. Many MV viruses used here as viral vectors have long been registered as safe live attenuated vaccines, these include measles and NDV viruses, while other viruses such as SeV and VSV are considered non-pathogenic to humans. In addition, there are conventional methods for the production and screening of attenuated viruses that detect limited replication or infection. Such methods include serial cultivation of the virus in a heterologous substrate and chemical mutagenesis.

Рекомбинантный вектор NDV, согласно данному изобретению, может быть получен из любого обычного штамма вакцины ND. Примерами таких подходящих штаммов NDV, входящих в состав коммерчески доступных вакцин ND, являются: Clone-30®, La Sota, Hitchner B1, NDW, C2 и AV4, Clone-30® - предпочтительный штамм.The recombinant NDV vector according to this invention can be obtained from any conventional ND vaccine strain. Examples of such suitable NDV strains belonging to the commercially available ND vaccines are: Clone-30 ®, La Sota, Hitchner B1, NDW, C2 and AV4, Clone-30 ® - strain is preferred.

Изобретатели также обнаружили, что рекомбинантный вектор вируса MV, согласно изобретению, способен индуцировать защитный иммунный ответ у животных.The inventors also found that the recombinant vector of the MV virus according to the invention is able to induce a protective immune response in animals.

Следовательно, в еще одном варианте осуществления этого изобретения, предоставляется вакцина против микробиологического патогена, которая содержит рекомбинантный вектор вируса MV, как пояснялось выше, в живой или инактивированной форме, и фармацевтически приемлемом носителе или разбавителе.Therefore, in yet another embodiment of this invention, a microbiological pathogen vaccine is provided that contains a recombinant vector of the MV virus, as explained above, in live or inactivated form, and a pharmaceutically acceptable carrier or diluent.

Вакцину, согласно изобретению, можно изготавливать обычными методами, такими как те, что обычно используются для изготовления коммерчески доступных живых или инактивированных вакцинах вируса MV.The vaccine according to the invention can be manufactured by conventional methods, such as those commonly used to make commercially available live or inactivated MV virus vaccines.

Кратко, чувствительный субстрат инокулируют рекомбинантным вектором вируса MV и размножают вирус до того момента, пока он не реплицируется до желаемого титра, после этого содержащий вирус материал собирают. Затем собранный материал готовится как фармацевтический препарат с иммунизирующими свойствами.Briefly, the sensitive substrate is inoculated with the recombinant vector of the MV virus and the virus is propagated until it is replicated to the desired titer, after which the virus-containing material is collected. Then the collected material is prepared as a pharmaceutical preparation with immunizing properties.

В данном изобретении может использоваться любой субстрат, способный поддерживать репликацию рекомбинантного вектора вируса MV. В зависимости от вируса MV в качестве субстрата могут использоваться клетки-хозяева как прокариотического, так и эукариотического происхождения. Соответствующими клетками-хозяевами могут быть клетки позвоночных, например клетки приматов. Примерами таких клеток служат: клеточные линии человека HEK, WI-38, MRC-5 или H-239, линия клеток обезьян Vero, линия клеток грызунов CHO, BHK, линия клеток собак MDCK или клетки птиц CEF или CEK.Any substrate capable of supporting replication of the recombinant vector of the MV virus can be used in this invention. Depending on the MV virus, host cells of both prokaryotic and eukaryotic origin can be used as a substrate. Appropriate host cells may be vertebrate cells, such as primacy cells. Examples of such cells are: human cell lines HEK, WI-38, MRC-5 or H-239, monkey cell line Vero, rodent cell line CHO, BHK, dog cell line MDCK, or bird cells CEF or CEK.

Наиболее подходящим субстратом, на котором, согласно данному изобретению, может размножаться рекомбинантный вектор NDV, являются куриные эмбрионы SPF. Куриные эмбрионы могут быть инокулированы, например, 0,2 мл NDV, при этом аллантоисная жидкость содержит, по меньшей мере, 1020 EID50 на яйцо. Предподчтительнее, если 9-11-дневные куриные эмбрионы инокулируют приблизительно 1050 EID50 и затем инкубируют при 37 0C в течение 2-4 дней. После 2-4 дней продукт вируса ND может быть собран, предпочтительнее посредством сбора аллантоисной жидкости. Затем жидкость можно центрифугировать в течение 10 мин. при 2500 g с последующей фильтрацией супернатана через фильтр (100 мкм).The most suitable substrate on which, according to this invention, the recombinant NDV vector can multiply, are chicken SPF embryos. Chicken embryos can be inoculated, for example, with 0.2 ml NDV, while the allantoic fluid contains at least 10 20 EID 50 per egg. More preferably, 9-11 day old chicken embryos are inoculated with approximately 10 50 EID 50 and then incubated at 37 0 C for 2-4 days. After 2-4 days, the ND virus product can be collected, preferably by collecting allantoic fluid. Then the liquid can be centrifuged for 10 minutes. at 2500 g followed by filtration of the supernatan through a filter (100 μm).

Вакцина, согласно данному изобретению, содержит рекомбинантный вектор вируса MV вместе с фармакологически приемлемым носителем или разбавителем, обычно используемым для таких соединений.The vaccine according to this invention contains a recombinant vector of the virus MV together with a pharmacologically acceptable carrier or diluent commonly used for such compounds.

Вакцина, содержащая живой вирус, может быть изготовлена и представлена к продаже в форме суспензии или в лиофилизированной форме. В состав носителей входят стабилизаторы, консерванты и буферы. Разбавители включают воду, водный буфер и полиолы.A vaccine containing a live virus can be manufactured and marketed in suspension or in lyophilized form. Carriers include stabilizers, preservatives and buffers. Diluents include water, aqueous buffer, and polyols.

В другом аспекте данного изобретения предлагается также использование вакцины, содержащей рекомбинантный вектор вируса MV в инактивированной форме. Главные преимущества инактивированной вакцины - это ее безопасность и то, что она может индуцировать высокие уровни защитных антител, сохраняющиеся длительное время.In another aspect of the present invention, the use of a vaccine containing a recombinant vector of the virus MV in inactivated form is also provided. The main advantages of an inactivated vaccine are its safety and the fact that it can induce high levels of protective antibodies that last for a long time.

Для инактивации вирусов, собранных после стадии размножения, необходимо ингибирование репродукции вирусов. Это может быть достигнуто с помощью хорошо известных физических и химических методов.To inactivate viruses collected after the breeding step, inhibition of viral reproduction is necessary. This can be achieved using well-known physical and chemical methods.

Если необходимо, вакцина, согласно изобретению, может содержать адьювант. Примерами, подходящих для этой цели соединений и смесей с активностью адъюванта, могут служить: гидроокись, фосфат или окись алюминия, эмульсии масло-в-воде или вода-в-масле, например, на основе минерального масла, такие как Bayol F® или Marcol 52®, или растительного масла, такие как ацетат витамина Е и сапонины.If necessary, the vaccine according to the invention may contain adjuvant. Examples of suitable compounds and mixtures with adjuvant activity for this purpose include: hydroxide, phosphate or alumina, oil-in-water emulsions or water-in-oil emulsions, for example, based on mineral oil such as Bayol F® or Marcol 52®, or vegetable oil, such as vitamin E acetate and saponins.

Согласно изобретению, вакцина может вводиться в виде любой известной эффективной формы в зависимости от типа вектора вируса MV. Подходящими способами введения вакцины могут быть парентеральная, интраназальная, оральная вакцинации, а также вакцинация спреем.According to the invention, the vaccine can be administered in the form of any known effective form depending on the type of virus vector MV. Suitable methods for administering the vaccine may be parenteral, intranasal, oral vaccination, as well as spray vaccination.

Вакцина вектора NDV, согласно изобретению, преимущественно вводится в виде недорогого массового способа введения вакцины, обычно используемого для вакцинации NDV. Вакцины NDV могут вводиться через питьевую воду, а также применяться в виде спрея.The vaccine of the NDV vector according to the invention is advantageously administered in the form of a low-cost mass route of administration of the vaccine commonly used to vaccinate NDV. NDV vaccines can be administered through drinking water, as well as applied as a spray.

Вакцина, согласно данному изобретению, содержит в качестве активного компонента эффективную дозу рекомбинантного вектора вируса MV, то есть некоторое количество иимунизирующего MV-вирусного материала, который вызовет иммунитет у вакцинированных птиц против заражения вирулентным микробиологическим организмом. В этом случае иммунитет определяется как индукция значительно более высокого уровня защиты от смертности и клинических симптомов в популяции прошедших вакцинацию людей и животных по сравнению с невакцинированной группой. В частности, согласно изобретению, вакцина защищает большой процент вакцинированных людей и животных от проявления клинических симптомов данного заболевания и смертности.The vaccine according to this invention contains as an active ingredient an effective dose of a recombinant vector of the MV virus, that is, a certain amount of immunizing MV virus material, which will cause immunity in vaccinated birds against infection by a virulent microbiological organism. In this case, immunity is defined as the induction of a significantly higher level of protection against mortality and clinical symptoms in the population of vaccinated people and animals compared with the unvaccinated group. In particular, according to the invention, the vaccine protects a large percentage of vaccinated people and animals from the manifestation of clinical symptoms of the disease and mortality.

Обычно, живая вакцина вводится в дозе 102,0-108,0 для культуры ткани/доза для инфицирования эмбриона (TC/ElD50), преимущественно в дозе в пределах 104,0-107,0 TC/ElD50. Инактивированные вакцины могут содержать антигенный эквивалент 1040-1090.Typically, a live vaccine is administered at a dose of 10 2.0 -10 8.0 for tissue culture / dose for infection of the embryo (TC / ElD 50 ), preferably at a dose in the range of 10 4.0 -10 7.0 TC / ElD 50 . Inactivated vaccines may contain the antigenic equivalent of 10 40 -10 90 .

Данное изобретение включает также комбинацию вакцин, содержащих, кроме рекомбинантного вектора вируса MV, согласно данному изобретению, вакцинный штамм, способный индуцировать защиту от дополнительного патогена.The present invention also includes a combination of vaccines containing, in addition to the recombinant vector of the MV virus, according to this invention, a vaccine strain capable of inducing protection against an additional pathogen.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Фиг. 1.FIG. one.

Строение рекомбинантного NDV, экспрессирующего AIV H5. Сигналы контроля транскрипции отмечены: серым треугольником для старта транскрипции и серым прямоугольником для последовательностей остановки транскрипции. NH ORF NDV, был замещен на H5 ORF AIV, а затем ген HN был встроен так, как описано в материалах и методах (стадии A-C). Рекомбинантный NDVH5 (стадия D) содержит аутентичную последовательность HA, тогда как рекомбинантный NDVH5m несет HA, в котором последовательность сайта расщепления была изменена с помощью молчащей мутации (стадии E-F).The structure of recombinant NDV expressing AIV H5. Transcription control signals are marked with: a gray triangle for transcription start and a gray rectangle for transcription stop sequences. NH ORF NDV, was replaced by H5 ORF AIV, and then the HN gene was inserted as described in the materials and methods (stages A-C). Recombinant NDVH5 (stage D) contains an authentic HA sequence, whereas recombinant NDVH5m carries HA in which the sequence of the cleavage site was changed using a silent mutation (stage E-F).

Фиг. 2.FIG. 2.

Нозерн-блот анализ транскриптов, продуцируемых NDV рекомбинантами. Тотальная РНК клеток CEK, инфицированных NDV Клон 30(NDV), NDVH5, NDVH5m или AIV A/chicken/ Italy/8/98 (H5N2), и неинфицированных клеток (NI) была выделена после 8-часового инфицирования. После разделения РНК в денатурирующем агарозном геле ее переносили на нейлоновые мембраны и гибридизовали с 32P-меченнными геноспецифичными антисмысловыми кРНК NDV-F(слева), AIV-H5 (в середине) и NDV-HN (справа). Шесть мг соответствующей РНК использовали для нозерн-блот гибридизации, за исключениеме дорожки для AIV в середине блота, где брали только 2 мг для избежания избыточного сигнала AIV. Размеры РНК-маркера указывались в тыс. п.о. слева.Northern blot analysis of transcripts produced by NDV recombinants. Total RNA of CEK cells infected with NDV Clone 30 (NDV), NDVH5, NDVH5m or AIV A / chicken / Italy / 8/98 (H5N2), and uninfected cells (NI) were isolated after 8 hours of infection. After separation of RNA in a denaturing agarose gel, it was transferred onto nylon membranes and hybridized with 32 P-labeled gene-specific antisense cDNAs NDV-F (left), AIV-H5 (middle) and NDV-HN (right). Six mg of the corresponding RNA was used for Northern blot hybridization, with the exception of the AIV lane in the middle of the blot where only 2 mg was taken to avoid excessive AIV signal. The sizes of the RNA marker were indicated in thousand bp left.

Фиг. 3.FIG. 3.

Вестерн-блот анализ белков, продуцируемых в инфицированных клетках или в инкорпорированных в NDV рекомбинанты, экспрессирующие HA AIV. Лизаты инфицированных клеток (A) или очищенные вирионы (B) NDV Clone 30, NDVH5, NDVH5m или AIV (H5N2) были также инкубированы с антисывороткой, специфичной H5-подтипа AIV (α-AIV, верхняя панель) или с NDV-специфичной антисывороткой (α-NDV; нижняя панель). Связывание выявлялось с помощью хемолюминисценции после инкубации с вторичными антителами, конъюгированными с пероксидазой.Western blot analysis of proteins produced in infected cells or in recombinants expressing HA AIV incorporated into NDV. Lysates of infected cells (A) or purified virions (B) of NDV Clone 30, NDVH5, NDVH5m or AIV (H5N2) were also incubated with antiserum specific for the H5 subtype AIV (α-AIV, top panel) or with NDV-specific antiserum ( α-NDV; bottom panel). Binding was detected by chemoluminescence after incubation with secondary antibodies conjugated to peroxidase.

Локализация маркерных белков указана слева, а нерасщепленные(HA0) и расщепленные формы (HA1, HA2) гемагглютинина AIV указаны справа.The localization of marker proteins is indicated on the left, and the unsplit (HA 0 ) and cleaved forms (HA1, HA2) of AIV hemagglutinin are indicated on the right.

В инфицированных AIV клетках или вирионах также выявлялись дополнительные вирусные белки, соответствующие NP/NA и M.Additional viral proteins corresponding to NP / NA and M were also detected in infected AIV cells or virions.

Фиг. 4.FIG. four.

HA-специфичные антитела, определенные при помощи теста HI (A, серые столбцы) или теста IF (A, белые столбцы). Уровни смертности и клинические индексы у цыплят, иммунизированных один раз (B,C) или два раза (D) NDVH5m (H5m), и контрольных животных (С) после заражения велогенным NDV Herts (B) или патогенным H5N2 AIV (C,D). В течение 10 дней ежедневно за животными велось наблюдение для выявления клинических признаков, их классифицировали как здоровые (0), больные (1), тяжелобольные (2) или умершие (3). Вычислялся клинический индекс, равный средней величине от количества всех цыплят на группу за этот период.HA-specific antibodies determined using the HI test (A, gray columns) or IF test (A, white columns). Mortality rates and clinical indices in chickens immunized once (B, C) or twice (D) NDVH5m (H5m), and control animals (C) after infection with velogenic NDV Herts (B) or pathogenic H5N2 AIV (C, D) . For 10 days, animals were monitored daily for clinical signs; they were classified as healthy (0), sick (1), seriously ill (2), or dead (3). The clinical index was calculated, equal to the average value of the number of all chickens per group for this period.

Фиг. 5.FIG. 5.

Серологические исследования методом NP-ELISA. Сыворотка цыплят исследовалась методом непрямой NP-ELISA при разведении 1:500. Увеличенное соотношение H/N графически показано для сыворотки цыплят, иммунизированных rNDV/AIVH5-BMUT, взятой на 21 день после иммунизации (p.i.) и на 21 день после последующего заражения AIV (p.c.). Значение, равное 2,0, отмечено на графике линией из точек.Serological tests using the NP-ELISA method. Chicken serum was tested by indirect NP-ELISA at a dilution of 1: 500. An increased H / N ratio is graphically shown for chick serum immunized with rNDV / AIVH5-BMUT taken 21 days after immunization (p.i.) and 21 days after subsequent AIV infection (p.c.). A value of 2.0 is indicated on the graph by a line of dots.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Пример 1. Строение векторов, содержащих немодифицированный (дикого типа) ген H5 и модифицированный ген H5, и экспрессия белка. Example 1 The structure of vectors containing the unmodified (wild-type) H5 gene and the modified H5 gene, and protein expression.

C помощью технологии обратной генетики был сконструирован вирус болезни Ньюкастла (NDV), экспрессирующий гемагглютинин (HA) вируса птичьего гриппа (AIV) подтипа H5. Клонированная копия полной длины генома лентогенного штамма NDV Clon 30 использовалась для встраивания открытой рамки считывания, кодирующей HA высокопатогенного (HP) изолята AIV A/chicken/Italy/8/98 (H5N2, Genbank, номер доступа AJ305306) в межгенном участке между генами NDV, кодирующими белок слияния(F) и гемагглютинин-нейроминидазу (HN).Using reverse genetics technology, a Newcastle disease virus (NDV) was engineered to express the avian influenza virus (AIV) hemagglutinin (HA) subtype H5. A cloned copy of the full length of the genome of the lentogenic strain NDV Clon 30 was used to embed an open reading frame encoding the HA highly pathogenic (HP) isolate AIV A / chicken / Italy / 8/98 (H5N2, Genbank, accession number AJ305306) in the intergenic region between the NDV genes, encoding a fusion protein (F) and hemagglutinin-neurominidase (HN).

После трех пассажей культуры клеток куриных эмбрионов титр рекомбинанта NDVH5 был такой же, как и титр родительского вируса Clone 30 (109 TCID50/ml), а наличие встроенного гена H5 подтверждалось с помощью ОТ-ПЦР. Для проверки правильности транскрипции чужеродного гена проводился Нозерн-блот анализ (Фиг. 2). Несмотря на то, что H5 ORF в рекомбинантном NDV и AIV(H5N2) идентичны, H5 ORF, клонированный в NDV, фланкируется приблизительно 270 нуклеотидами, происходящими от некодирующих последовательностей гена HN. Следовательно, различие в размере между NDVH5 и AIV мРНК хорошо согласуется с ожидаемым размером приблизительно 2 тыс. п.о. и 1,7 тыс. п.о. мРНК, соответственно (Фиг. 2, середина). Однако в NDV появляется второй транскрипт длиной около 1 тыс. п.о., (Фиг. 2, середина, дорожка 3).After three passages of chicken embryo cell culture, the titer of the NDVH5 recombinant was the same as the titer of the parental Clone 30 virus (10 9 TCID 50 / ml), and the presence of the integrated H5 gene was confirmed by RT-PCR. To verify the correct transcription of a foreign gene, Northern blot analysis was performed (Fig. 2). Although the H5 ORF in the recombinant NDV and AIV (H5N2) are identical, the H5 ORF cloned in NDV flanks approximately 270 nucleotides derived from non-coding sequences of the HN gene. Therefore, the size difference between NDVH5 and AIV mRNA is in good agreement with the expected size of approximately 2 thousand bp and 1.7 thousand bp mRNA, respectively (Fig. 2, middle). However, a second transcript with a length of about 1 thousand bp appears in NDV (Fig. 2, middle, lane 3).

Как показал Нозерн-блот анализ, рекомбинантный NDVH5m продуцировал только H5 транскрипт ожидаемого размера 2 тыс. п.о. (Фиг. 2, середина, дорожка 4), подтверждая, что короткий транскрипт в NDVH5 заканчивается около сайта расщеплении HA и, наиболее вероятно, представляет только HA1 район.As Northern blot analysis showed, recombinant NDVH5m produced only the H5 transcript of the expected size of 2 thousand bp (Fig. 2, middle, lane 4), confirming that the short transcript in NDVH5 ends near the HA cleavage site and most likely represents only the HA 1 region.

В результате модификации NDVH5m продуцировал в 1.8 раз больше HA (HA0) полной длины, чем NDVH5. Транскрипты HA полной длины в инфицированных AIV клетках были в 3.4 и 6 раз больше, чем в клетках, инфицированных NDVH5m и NDVH5, соответственно. В отличие от последовательности сайта расщепления H5 NDVH5, которая изменилась за 5 пассажей, последовательность NDVH5 в этом районе оставалась стабильной на протяжении анализируемых 10 пассажей (Таблица 1). Гибридизация с F и HN пробами NDV подтвердила правильную транскрипцию фланкирующих генов NDV, так как не было обнаружено различия в размерах F и HN мРНК родительского NDV Клона 30 (Фиг. 2). Кроме того, наблюдалось только небольшое уменьшение скорости транскрипции гена HN как результат встраивания HN ORF (Фиг. 2, справа).As a result of the modification, NDVH5m produced 1.8 times more full length HA (HA 0 ) than NDVH5. Full-length HA transcripts in infected AIV cells were 3.4 and 6 times greater than in cells infected with NDVH5m and NDVH5, respectively. In contrast to the sequence of the H5 cleavage site NDVH5, which changed after 5 passages, the NDVH5 sequence in this region remained stable during the analyzed 10 passages (Table 1). Hybridization with F and HN NDV probes confirmed the correct transcription of the flanking NDV genes, since no differences in the sizes of the F and HN mRNAs of the parent NDV Clone 30 were detected (Fig. 2). In addition, there was only a slight decrease in the transcription rate of the HN gene as a result of embedding HN ORF (Fig. 2, right).

Для подтверждения специфической экспрессии H5 AIV рекомбинантами NDV инфицированные клетки CEF подвергались непрямому тесту IF. Инкубация с NDV-специфичной антисывороткой выявила явную флуоресценцию в клетках, инфицированных Clone 30, NDVH5 и NDVH5m NDV, чего не наблюдалось в клетках, инфицированных AIV-H5N2. С другой стороны, антисыворотка, специфичная к подтипу H5 AIV, показала наличие специфической экспрессии H5 в клетках, инфицированных AIV, NDVH5 и NDVH5m, тогда как в клетках, инфицированных родительским NDV, такой экспрессии не наблюдалось. Несмотря на то, что интенсивность экспрессии H5 в инфицированных AIV клетках выше, чем в случае инфицирования обоими рекомбинантами, было обнаружено, что уровень экспрессии H5 в клетках, инфицированных рекомбинантами NDV, значителен.To confirm the specific expression of H5 AIV by NDV recombinants, the infected CEF cells underwent an indirect IF test. Incubation with NDV-specific antiserum revealed clear fluorescence in cells infected with Clone 30, NDVH5 and NDVH5m NDV, which was not observed in cells infected with AIV-H5N2. On the other hand, an antiserum specific for the H5 subtype of AIV showed the presence of specific H5 expression in cells infected with AIV, NDVH5 and NDVH5m, whereas in cells infected with parental NDV, such expression was not observed. Despite the fact that the intensity of H5 expression in infected AIV cells is higher than in the case of infection with both recombinants, it was found that the level of H5 expression in cells infected with NDV recombinants is significant.

Эти результаты согласуются с данными, подтверждающими, что для получения сравнимых сигналов гибридизации на РНК-гели необходимо было нанести только в 3 раза больше количества РНК NDVH или NDVH5, это показано на Фиг.2 (середина). Этот факт указывает на то, что AIV продуцировал приблизительно в 3 раза больше транскриптов и, по-видимому, настолько же больше белка. Интересно, что, по-видимому, экспрессия H5 в инфицированных NDVH5m клетках более эффективная, чем в клетках, инфицированных NDVH5, их можно было отнести к молчащим мутациям, отменяющим преждевременное окончание транскрипции H5.These results are consistent with data confirming that to obtain comparable hybridization signals on RNA gels, it was necessary to apply only 3 times the amount of NDVH or NDVH5 RNA, this is shown in Figure 2 (middle). This fact indicates that AIV produced approximately 3 times more transcripts and, apparently, the same amount of protein. It is interesting that, apparently, H5 expression in NDVH5m infected cells is more efficient than in NDVH5 infected cells, they could be attributed to silent mutations that cancel the premature end of H5 transcription.

Пример 2. AIV H5 белок инкорпорирован в оболочку частиц NDV. Example 2. AIV H5 protein is incorporated into the shell of NDV particles.

Предыдущие исследования показали, что инкорпорация чужеродных белков в оболочку вирусов могла проходить пассивно в отсутствие специфических сигналов инкорпорации (Kretzschmar, E. Et al., 1997, J. Of Virology, vol. 71, p. 5982-5989). Так как эффективность такой пассивной инкорпорации, в основном, зависит от уровня экспрессии белков, мы определяли, расщеплялся ли должным образом, а также инкорпорировался ли в оболочку рекомбинантов белок HA NDV, экспрессированный рекомбинантными вирусами (Фиг. 3). В клетках, инфицированных обоими рекомбинантами, антисыворотка, специфичная к подтипу H5 AIV, выявляла три белка с размерами молекул приблизительно 70, 50 и 25 кДа, которые, по-видимому, являлись нерасщепленным белком HA0 и расщепленными белками HA1 и HA2 (Фиг. 3A). Это показывает, что HA, экспрессируемый рекомбинантами, доступен для протеолитических ферментов. Тотальный белок HA, продуцируемый в клетках, инфицированных вирусом NDVH5, был значительно меньше, чем в случае NDVH5m, а белок HA2 в клетках, инфицированных NDVH5m, едва заметен. Как ожидали, не было выявлено реактивности в клетках, инфицированных Клоном 30 NDV, тогда как в клетках, инфицированных AIV-H5N2, были обнаружены все соответствующие виды белка HA. Так как наблюдалось увеличение AI-специфической сыворотки против всего вируса, в клетках, инфицированных AIV, были также обнаружены другие виды белка, предположительно соответствующие NP/NA и M (Фиг. 3). Интересно, что Вестерн-блот анализ очищенных вирионов показал, что белок HA успешно инкорпорировался в оболочку обоих рекомбинантов (Фиг.3B). Несмотря на то, что Вестерн-блот анализу подвергалось большее количество NDVH5-вирусного белка, количество белка HA2, инкорпорированного в NDVH5, было значительно ниже, чем количество белка HA2 в вирионах NDVH5. Этот результат показывает, что NDVH5 продуцирует и инкорпорирует намного меньше белка HA2, что, вероятно, обусловлено пригодностью меньшего количества белка как результат преждевременной терминации в сайте расщепления.Previous studies have shown that the incorporation of foreign proteins into the envelope of viruses could passively in the absence of specific incorporation signals (Kretzschmar, E. Et al., 1997, J. Of Virology, vol. 71, p. 5982-5989). Since the effectiveness of such passive incorporation mainly depends on the level of protein expression, we determined whether the HA NDV protein expressed by recombinant viruses was incorporated into the recombinant membrane and whether the protein was incorporated (Fig. 3). In cells infected with both recombinants, an antiserum specific for the H5 AIV subtype revealed three proteins with molecular sizes of approximately 70, 50, and 25 kDa, which appear to be the uncleaved HA 0 protein and the cleaved HA 1 and HA 2 proteins (FIG. . 3A). This shows that HA expressed by recombinants is available for proteolytic enzymes. The total HA protein produced in cells infected with the NDVH5 virus was significantly less than in the case of NDVH5m, and the HA2 protein in cells infected with NDVH5m was barely noticeable. As expected, no reactivity was detected in cells infected with Clone 30 NDV, whereas in cells infected with AIV-H5N2, all relevant types of HA protein were detected. Since an increase in AI-specific serum was observed against the entire virus, other types of protein were also detected in cells infected with AIV, presumably corresponding to NP / NA and M (Fig. 3). Interestingly, Western blot analysis of purified virions showed that the HA protein was successfully incorporated into the envelope of both recombinants (Figure 3B). Despite the fact that a larger amount of NDVH5 virus protein was subjected to Western blot analysis, the amount of HA2 protein incorporated into NDVH5 was significantly lower than the amount of HA2 protein in NDVH5 virions. This result indicates that NDVH5 produces and incorporates much less HA2 protein, which is likely due to the suitability of less protein as a result of premature termination at the cleavage site.

Пример 3. Рекомбинантный NDV, несущий белок HA AIV, является безопасным для цыплят. Example 3. Recombinant NDV carrying HA AIV protein is safe for chickens.

Одним из чувствительных методов измерения степени вирулентности данного изолята NDV является определение патогенности вируса для 1-дневных цыплят после внутрицеребральной инокуляции (CEC (1992) Official Journal of the European Community L 260, 1-20). Вирусы наибольшей вирулентности дадут индексы, которые приближаются к максимальной величине 2,0, тогда как лентогенные штаммы дадут величины, близкие к 0,0. Так как гемагглютенин AIV - это важный детерминант вирулентности, для оценивания того, меняет ли экспрессия H5 вируса HPAI вирулентность NDV, определялись внутрицеребральные индексы патогенности (ICPI) для NDVH5 и NDVH5m. Величины ICPI были 0,0 при максимальной величине 2 для обоих рекомбинантов. Из этого следует, что экспрессия H5 AIV, в дополнение к его собственным белкам, незначительно влияла на вирулентность NDV. Для сравнения, вакцина NDV, содержащая живые вирусы, пригодна для использования только в случае, если ICPI лентогенного штамма вакцины ниже 0,5.One of the sensitive methods for measuring the degree of virulence of a given NDV isolate is to determine the pathogenicity of the virus for 1 day old chickens after intracerebral inoculation (CEC (1992) Official Journal of the European Community L 260, 1-20). Viruses of greatest virulence will give indices that approach a maximum value of 2.0, while lentogenic strains will give values close to 0.0. Since hemagglutenin AIV is an important determinant of virulence, intracerebral pathogenicity indices (ICPI) for NDVH5 and NDVH5m were determined to evaluate whether HPAI virus H5 expression changes the virulence of NDV. ICPI values were 0.0 with a maximum value of 2 for both recombinants. It follows that the expression of H5 AIV, in addition to its own proteins, did not significantly affect the virulence of NDV. In comparison, a live virus NDV vaccine is only suitable if the ICPI of the lentogenic vaccine strain is below 0.5.

Пример 4. Рекомбинантный NDV, экспрессирующий белок HA AIV, защищает цыплят от заражения NDV и AIV. Example 4. Recombinant NDV expressing HA AIV protein protects chickens from infection with NDV and AIV.

Поскольку наблюдался более высокий уровень экспрессии белка H5 при инфицировании NDVH5m, только этот рекомбинант проверялся в экспериментах на животных. Рекомбинант NDVH5m назначался 25 трехнедельным цыплятам в дозе 106 EID50 для введения окулоназально.Since there was a higher level of H5 protein expression during NDVH5m infection, only this recombinant was tested in animal experiments. Recombinant NDVH5m was administered to 25 three-week-old chickens at a dose of 10 6 EID 50 for oculonasal administration.

В течение наблюдаемого периода все животные оставались здоровыми без каких-либо неблагоприятных реакций или клинических признаков заболевания. Как показал тест HI, H5-специфичные антитела AIV начинали обнаруживаться на 14 день в 28% сыворотки, и эта величина увеличивалась до 92% на 21 день после вакцинации (Фиг. 4A). Однако, с помощью непрямого теста IF, в 96% сыворотки на 7 день после иммунизации выявили еще более ранние признаки иммунитета против AI (Фиг. 4A).During the observed period, all animals remained healthy without any adverse reactions or clinical signs of the disease. As the HI test showed, H5-specific AIV antibodies began to be detected on day 14 in 28% serum, and this value increased to 92% on day 21 after vaccination (Fig. 4A). However, using the indirect IF test, even earlier signs of immunity against AI were detected in 96% serum on day 7 after immunization (Fig. 4A).

Для определения защитного действия однократной вакцинации группы из 5, 10 вакцинированных животных и соответствующее количество контрольных животных подвергались первому раунду летальных заражений против NDV и AIV, соответственно. Как и ожидалось, 100% вакцинированных животных были защищены от летального велогенного заражения NDV, тогда как у всех контрольных животных наблюдались типичные признаки ND, и все они погибли в течение 4 дней (Фиг.4B). Заражение высоко патогенным AIV-H5N2 вызывало тяжелое заболевание у неиммунизированных цыплят с уровнем смертности 100%. Однако, все животные из группы иммунизированных NDVH5m выжили после заражения летальной дозой высоко патогенного AIV. Семь из десяти цыалят остались полностью здоровыми, а у трех животных наблюдались очень слабые респираторные симптомы. Однако, величина результирующего клинического индекса 0,05 была незначительна по сравнению с клиническим индексом 2,61 для контрольной группы (Фиг.4C). Для определения действия бустер-вакцинации у защищенных от AI цыплят, оставшиеся десять цыплят получили вторичную иммунизацию на 42 день после первой вакцинации и заражались через две недели после этого. Все животные были полностью защищены от клинического заболевания после получения летальной дозы гомологичного вируса HPAI, тогда как у всех контрольных животных в течение 4 дней развилось тяжелое заболевание и гибель, а величина клинического индекса составляла 2,66 (Фиг. 4D).To determine the protective effect of a single vaccination, groups of 5, 10 vaccinated animals and the corresponding number of control animals were subjected to the first round of lethal infections against NDV and AIV, respectively. As expected, 100% of the vaccinated animals were protected against lethal cyclic NDV infection, while all control animals showed typical signs of ND and all died within 4 days (Fig. 4B). Infection with highly pathogenic AIV-H5N2 caused severe disease in non-immunized chickens with a mortality rate of 100%. However, all animals from the group of immunized NDVH5m survived infection with a lethal dose of highly pathogenic AIV. Seven out of ten tsalyal remained completely healthy, and three animals showed very weak respiratory symptoms. However, the resulting clinical index of 0.05 was negligible compared with the clinical index of 2.61 for the control group (Fig. 4C). To determine the effect of booster vaccination in AI-protected chickens, the remaining ten chickens received secondary immunization 42 days after the first vaccination and became infected two weeks after that. All animals were fully protected from clinical disease after receiving a lethal dose of homologous HPAI virus, while all control animals developed severe illness and death within 4 days, and the clinical index was 2.66 (Fig. 4D).

Пример 5. NDV-AI вакцина уменьшает распространение AIV. Example 5. NDV-AI vaccine reduces the spread of AIV.

Для того чтобы вакцина AI успешно применялась, она должна препятствовать распространению вируса, быть безопасной и эффективной в предотвращении заболевания. Чтобы определить степень распространения вируса трахейные и клоакальные мазки подвергались количественному методу ОТ-ПЦР в реальном времени в различные промежутки времени после заражения. На 2 день после заражения у всех неиммунизируванных, но зараженных цыплятах обеих контрольных групп была обнаружена вирусная РНК. Величины порогового цикла (CT) мазков цылят контрольной группы первого и второго заражения AIV изменялась в пределах 32,2-38,1 и 29,2-35,5, соответственно. Поскольку все контрольные животные умерли в течение 4 дней после заражения, в этой группе дальнейший тест не проводился. Для сравнения, у большинства иммунизированных животных вРНК не было обнаружено (49 из 60 мазков).In order for the AI vaccine to be successfully used, it must prevent the spread of the virus, be safe and effective in preventing the disease. To determine the extent of the virus, tracheal and cloacal smears were subjected to a real-time RT-PCR quantitative assay at various time intervals after infection. On day 2 after infection, viral RNA was detected in all non-immunized but infected chickens of both control groups. The values of the threshold cycle (CT) of smears swayed in the control group of the first and second AIV infections varied between 32.2-38.1 and 29.2-35.5, respectively. Since all control animals died within 4 days after infection, no further test was performed in this group. For comparison, no vRNA was detected in most immunized animals (49 out of 60 smears).

Пример 6. NP-ELISA выявляет циркулирующий AIV. Example 6. NP-ELISA detects a circulating AIV.

Наибольшее опасение, связанное с рутинной вакцинацией птиц, вызывает вероятность того, что вакцина даст возможность вирусу невыявляемо циркулировать среди птиц. Так как рекомбинантная NDV вакцина содержит только ген HA, для анализа сыворотки, взятой от вакцинированных животных до заражения и в разное время после заражения, применялся метод ELISA, основанный на высокоиммуногенном гене нуклеопротеина. До заражения антитела против NP AIV в сыворотке всех животных отсутствовали, однако у 90% и 100% цыплят на 7 и 21 дни после AIV заражения, соответственно, обнаруживалась сероконверсия NP (Фиг. 5). Это показывает, что основанный на NP тест ЕLISA способен не только дифференцировать вакцинированных животных от зараженных, то также способен выявлять любой циркулирующий вирус среди вакцинированных птиц.The greatest concern associated with routine vaccination of birds is the likelihood that the vaccine will allow the virus to circulate undetectably among birds. Since the recombinant NDV vaccine contains only the HA gene, an ELISA method based on the highly immunogenic nucleoprotein gene was used to analyze serum taken from vaccinated animals before infection and at different times after infection. Before infection, antibodies against NP AIV were absent in the serum of all animals, however, in 90% and 100% of chickens at 7 and 21 days after AIV infection, respectively, NP seroconversion was detected (Fig. 5). This shows that the NP-based ELISA test is not only able to differentiate vaccinated animals from infected animals, it is also able to detect any circulating virus among vaccinated birds.

Пример 7. Материалы и методы для Примеров 1-6. Example 7. Materials and methods for Examples 1-6.

Вирусы и клетки.Viruses and cells.

Рекомбинантный NDV, основанный на вакцинном штамме Clone 30, был описан ранее (Römer-Oberdörfer, A., Mundt, E., Mebatsion, T., Buchholz, U. J.&Mettenleiter, T.C. (1999), J.Gen. Virol. 80 (Pt 11), 2987-2995). Изолят вируса гриппа A/chicken/Italy/8/98 (H5N2) был любезно предоставлен I.Capua. Велогенный NDV-штамм Herts 33/56 и NDV Clone 30 вакцина (Nobilis®) была получена из компании Intervet Int, BV, Boxmeer, Нидерланды. Вирусы были размножены в 10-дневных куриных эмбрионах, свободных от специфического патогена (SPF). Для получения инфекционного NDV из кДНК использовались BSR-T7/5 клетки, стабильно экспрессирующие фаговую T7 РНК полимеразу (Buchholz, U.J., Finke, S. & Conzelmann, K.K. (1999)J.Virol. 73, 251-259).Recombinant NDV based on the Clone 30 vaccine strain has been previously described (Römer-Oberdörfer, A., Mundt, E., Mebatsion, T., Buchholz, UJ & Mettenleiter, TC (1999), J. Gen. Virol. 80 (Pt 11 ), 2987-2995). Influenza virus isolate A / chicken / Italy / 8/98 (H5N2) was kindly provided by I. Capua. The velogenic NDV strain Herts 33/56 and the NDV Clone 30 vaccine (Nobilis ® ) were obtained from Intervet Int, BV, Boxmeer, The Netherlands. Viruses were propagated in 10-day-old pathogen-free chicken embryos (SPF). BSR-T7 / 5 cells stably expressing phage T7 RNA polymerase (Buchholz, UJ, Finke, S. & Conzelmann, KK (1999) J. Virol. 73, 251-259) were used to obtain infectious NDV from cDNA.

Для исследования экспрессии белков и репликации вирусов использовались первичные фибробласты куриных эмбрионов (CEF), первичные клетки почки куриных эмбрионов (CEK) или мышечные клетки перепелов (QM9-R).Protein expression and viral replication studies were performed using primary chicken embryo fibroblasts (CEF), primary chicken embryonic kidney cells (CEK), or quail muscle cells (QM9-R).

Строение рекомбинантных вирусов, экспрессирующих ген H5 AIV.The structure of recombinant viruses expressing the H5 AIV gene.

Для встраивания гена H5 AIV использовалась плазмида pflNDV-1, экспрессирующая антигеномную РНК Clone 30 полной длины (Römer-Oberdörfer, A., Mundt, E., Mebatsion, T., Buchholz, U. J. & Mettenleiter, T.C. (1999), J.Gen. Virol. 80 (Pt 11), 2987-2995). Сначала Notl/BsiWl-фрагмент (nt 4953-8852) генома Clone 30 клонировался в pUC18 плазмиде (шаг A, Фиг. 1). Затем вновь созданные сайты Ncol и Aflll были встроены (шаг B) с использованием праймеров MP1 (5'-gacaacagtcctcaaccatggaccgcgccg-3', SEQ ID NO: 1) и MP2 (5'-ctggctagttgagtcaattcttaaggagttggaaagatggc-3', SEQ ID NO: 2). Открытая считывающая рамка (ORF) H5 AIV, которую амплифицировали из плазмиды pCD-H5 (Lüschow, D., Werner, O., Mettenleiter, T.C. & Fuchs, W. (2001) Vaccine 19, 4249-4259) с помощью специфических праймеров, содержащих искусственные сайты рестрикции Ncol и Aflll (PH5F2:5'-ccttccatggagaaaatagtgcttc-3', SEQ ID NO: 3, и PH5R2: 5'-cctccttaagtataattgactcaattaaatgcaaattctgcactgcaatgatcc -3', SEQ ID NO: 4), использовалась для замещения NH ORF Clone-30 после переваривания c Ncol и AfIII (шаг C). Кроме того, новые SgfI- и SnaBI-сайты были внесены в межгенный район впереди L гена (шаг C) с использованием праймеров MP3 (5'-caaaacagctcatggtacgtaatacgggtaggacatgg-3', SEQ ID NO: 5) и MP4 (5'-gaaaaaactaccggcgatcgctgaccaaaggacgatatacggg-3', SEQ ID NO: 6). Cхожие cайты, фланкирующие ген HN (шаг D), были созданы с использованием праймеров MP3 и MP5 (5'- gaaaaaactaccggcgatcgctgaccaaaggacgatatacggg-3', SEQ ID NO: 7) с целью клонирования гена HN после H5 ORF (шаг E). Последовательность расщепления H5, похожая на последовательность терминации транскрипции NDV, была модифицирована с помощью молчащей мутации с использованием праймера MPH5F2 (5'-ggaatgtccctgaaagaaggaggaagaagagaggactatttggggc-3', SEQ ID NO: 8), как показано в шаге F Фиг. 1. Наконец, NotI/BsiWI-фрагмент pflNDV-1 был замещен подобным фрагментом, полученным из шагов E или F для создания полноразмерных клонов NDVH или NDVHm, соответственно (Фиг. 1). Длина полученных в результате клонов (17196 нуклеотидов) делится на шесть, что представляет “правило шести”. Все реакции мутагенеза, описанные здесь, были сделаны с использованием набора реактивов для сайт-направленного мутагенеза Quik Change II XL (Stratagene).The H5 AIV gene was inserted using the plasmid pflNDV-1 expressing the full length Clone 30 antigenic RNA (Römer-Oberdörfer, A., Mundt, E., Mebatsion, T., Buchholz, UJ & Mettenleiter, TC (1999), J. Gen Virol. 80 (Pt 11), 2987-2995). First, the Notl / BsiWl fragment (nt 4953-8852) of the Clone 30 genome was cloned into the pUC18 plasmid (step A, Fig. 1). Then, the newly created Ncol and Aflll sites were embedded (step B) using primers MP1 (5'-gacaacagtcctcaa ccatgg accgcgccg-3 ', SEQ ID NO: 1) and MP2 (5'-ctggctagttgagtcaatt cttaag gagttggaaagatggc-3', : 2). Open reading frame (ORF) H5 AIV, which was amplified from plasmid pCD-H5 (Lüschow, D., Werner, O., Mettenleiter, TC & Fuchs, W. (2001) Vaccine 19, 4249-4259) using specific primers, containing artificial restriction sites Ncol and Aflll (PH5F2: 5'-ccttccatggagaaaatagtgcttc-3 ', SEQ ID NO: 3, and PH5R2: 5'-cctccttaagtataattgactcaattaaatgcaaattctgcactgcaatgatcc-3', SEQ ID NO: 4: after digestion with Ncol and AfIII (step C). In addition, new SgfI and SnaBI sites were introduced into the intergenic region in front of the L gene (step C) using MP3 primers (5'-caaaacagctcatgg tacgta atacgggtaggacatgg-3 ', SEQ ID NO: 5) and MP4 (5'-gaaaaaactaccgg gcgatcgc tgaccaaaggacgatatacggg-3 ', SEQ ID NO: 6). Similar sites flanking the HN gene (step D) were created using MP3 and MP5 primers (5'-gaaaaaactaccg gcgatcgc tgaccaaaggacgatatacggg-3 ', SEQ ID NO: 7) to clone the HN gene after H5 ORF (step E). The H5 cleavage sequence, similar to the NDV transcription termination sequence, was modified by silent mutation using the MPH5F2 primer (5'-ggaatgtccctgaaagaaggaggaagaagagaggactatttggggc-3 ', SEQ ID NO: 8), as shown in step F of FIG. 1. Finally, the NotI / BsiWI fragment of pflNDV-1 was replaced by a similar fragment obtained from steps E or F to create full-sized NDVH or NDVHm clones, respectively (Fig. 1). The length of the resulting clones (17196 nucleotides) is divided into six, which represents the “rule of six”. All mutagenesis reactions described herein were made using the Quik Change II XL site-directed mutagenesis kit (Stratagene).

Трансфекция и получение вируса.Transfection and virus production.

Для получения рекомбинантного NDV, экспрессирующего H5 AI, клоны полной длины вместе с плазмидами, экспрессирующими NP, P и L белки, были трансфицированы в клетки BSR-T7 с использованием Lipofectamine 2000 (Invitrogen) при соотношении ДНК:Lipofectamine 2000 1:1,5. Размножение вируса и подтверждение получения инфекционного вируса проводилось, в основном, методом, описанным ранее (Römer-Oberdörfer, 1999, см. выше; Engel-Herbert, I., Werner, O., Teifke, J.P., Mebatsion, T., Mettenleiter, T.C.& Römer-Oberdörfer, A. (2003) J. Virol. Methods 108, 19-28).To obtain recombinant NDV expressing H5 AI, full-length clones along with plasmids expressing NP, P, and L proteins were transfected into BSR-T7 cells using Lipofectamine 2000 (Invitrogen) at a DNA: Lipofectamine 2000 ratio of 1: 1.5. Virus propagation and confirmation of the production of an infectious virus was carried out mainly by the method described previously (Römer-Oberdörfer, 1999, see above; Engel-Herbert, I., Werner, O., Teifke, JP, Mebatsion, T., Mettenleiter, TC & Römer-Oberdörfer, A. (2003) J. Virol. Methods 108, 19-28).

Нозерн-блот анализ.Northern blot analysis.

CEK клетки инфицировали NDV Clone 30, NDVH5, NDVH5m или AIV-H5N2 при множественности заражения (MOI), равной 10 на клетку, и инкубировали в течение 8 ч при 37°C. Тотальную РНК инфицированных и неинфицированных клеток приготавливали (Chomczynski, P. & Sacchi, N. (1987) Analytical Biochemostry 162, 156-159), сепарировали в денатурирующих агарозных гелях и гибридизовали с радиактивно меченными кДНК, как было описано ранее (Fuchs, W. & Mettenleiter, T.C. (1996) J. Virol. 77, (Pt 9), 2221-2229). Плазмиды, содержащие открыто считывающие рамки AIV-H5N2 гемагглютинина, NDV Clone 30 F и HN использовались для транскрипции in vitro 32P-меченых кДНК (набор для проведения транскрипции Sp6/T7, Roche).CEK cells were infected with NDV Clone 30, NDVH5, NDVH5m or AIV-H5N2 at a multiplicity of infection (MOI) of 10 per cell and incubated for 8 hours at 37 ° C. The total RNA of infected and uninfected cells was prepared (Chomczynski, P. & Sacchi, N. (1987) Analytical Biochemostry 162, 156-159), separated in denaturing agarose gels and hybridized with radiolabeled cDNA as described previously (Fuchs, W. & Mettenleiter, TC (1996) J. Virol. 77, (Pt 9), 2221-2229). Plasmids containing the open reading frames of AIV-H5N2 hemagglutinin, NDV Clone 30 F and HN were used for in vitro transcription of 32 P-labeled cDNAs (Sp6 / T7 transcription kit, Roche).

Вестерн-блот анализ.Western blot analysis.

CEK клетки инфицировали NDV Clone 30, NDVH5, NDVH5m или AIV-H5N2 при MOI, равной 5, и инкубировали в течение 30 ч при 37°C. Лизаты инфицированных клеток или вирионы, очищенные с помощью непрерывного градиента плотности сахарозы (30-60%), сепарировали с помощью SDS-PAGE и переносили на нитроцеллюлозные фильтры (Trans-Blot SD cell, Bio-Rad). Блоты инкубировали с поликлональной кроличьей антисывороткой против NDV или поликлональной куриной антисывороткой против AIV подтипа H5 (Intervet Int. BV, Boxmeer, NL). Связывание конъюгированных с пероксидазой видоспецифичных вторичных антител (Dianova) выявлялось с помощью хемолюминисценции с использованием набора с хемолюминисцентным субстратом SuperSignal West Pico (производства Pierce) на рентгеновских пленках (Hyperfilm MP, Amersham).CEK cells were infected with NDV Clone 30, NDVH5, NDVH5m or AIV-H5N2 at an MOI of 5 and incubated for 30 hours at 37 ° C. Lysates of infected cells or virions purified using a continuous sucrose density gradient (30-60%) were separated using SDS-PAGE and transferred to nitrocellulose filters (Trans-Blot SD cell, Bio-Rad). Blots were incubated with anti-NDV polyclonal rabbit antiserum or anti-AIV subtype H5 polyclonal chicken antiserum (Intervet Int. BV, Boxmeer, NL). The binding of peroxidase-conjugated species-specific secondary antibodies (Dianova) was detected by chemoluminescence using a kit with a chemoluminescent substrate SuperSignal West Pico (manufactured by Pierce) on x-ray films (Hyperfilm MP, Amersham).

Эксперименты с животными.Animal experiments.

Безопасность NDV рекомбинантов оценивалась с помощью определения индекса внутрицеребральной патогенности (ICPI) у 1-дневных цыплят согласно методу, описанному в Директиве Совета Европейского Сообщества (CEK (1992) Official Journal of the European Community L 260, 1-20). Эксперименты по вакцинации проводились на 25 трехнедельных SPF цыплятах, которым вводилось 106 ELD50 NDVH5m окулоназально. Для определения защитных возможностей рекомбинанта, через три недели после однократной вакцинации, пять вакцинированных и пять дополнительных контрольных животных заражались внутримышечно 105,3ELD50 NDV штаммом Herts 33/56. Более того, 10 вакцинированных животных и 9 дополнительных контрольных животных заражались окулоназально 107,7 ELD50 высоко патонгенным AIV H5N2. Через шесть месяцев после первой вакцинации оставшиеся десять цыплят подвергались вторичной иммунизации, затем через две недели их вместе с пятью дополнительными контрольными животными заражали такой же AI. После иммунизаций и инфицирований все птицы в течение 10 дней ежедневно обследовались для выявления клинических признаков.The safety of NDV recombinants was assessed by determining the intracerebral pathogenicity index (ICPI) in 1 day old chickens according to the method described in the Council of the European Community Directive (CEK (1992) Official Journal of the European Community L 260, 1-20). Vaccination experiments were conducted on 25 three-week-old SPF chickens, which were administered 10 6 ELD 50 NDVH5m oculonasally. To determine the protective capabilities of the recombinant, three weeks after a single vaccination, five vaccinated and five additional control animals were infected intramuscularly with 10 5.3 ELD 50 NDV strain Herts 33/56. Moreover, 10 vaccinated animals and 9 additional control animals were infected oculonasally 10 7.7 ELD 50 highly pathogenic AIV H5N2. Six months after the first vaccination, the remaining ten chickens were subjected to secondary immunization, then two weeks later they were infected with the same AI together with five additional control animals. After immunizations and infections, all birds were examined daily for 10 days to identify clinical signs.

Анализ распространения вирусов с помощью ОТ-ПЦР в реальном времени.Real-time analysis of virus spread using RT-PCR.

Для изучения распространения AIV на 2, 4, 8 и 14 дни после заражения были взяты орофарингеальные и клоакальные мазки для анализа с помощью ОТ-ПЦР в реальном времени. РНК из орофарингеальных и клоакальных мазков была приготовлена с помощью Tecan-Automat с использованием набора Nucleo Spin (Macherey-Nagel) или мануально с использованием набора для выделения вирусной РНК (Qiagen). Для детекции распространения AIV после заражения инфекцией, для вируса гриппа A использовался метод ОТ-ПЦР в реальном времени, основанный на амплификации гена M (18). Экстракция РНК и факторы ингибирования во время ОТ-ПЦР проверялись с помощью гетерологичной системы внутреннего контроля (19). Двойной анализ проводился на циклере MX3000p (Stratagene) с использованием одношагового набора для ОТ-ПЦР (SuperscriptTM III One-Step ОТ-ПЦР system c Platinum® Taq DNA Polymerase (Invitrogen)). Температурный профиль был следующим: 30 мин 50°С, 2 мин 94°С, затем следовали 42 цикла 30 сек при 94°С, 30 сек при 57°С и 30 сек при 68°С.To study the spread of AIV at 2, 4, 8, and 14 days after infection, oropharyngeal and cloacal smears were taken for analysis using RT-PCR in real time. RNA from oropharyngeal and cloacal smears was prepared using Tecan-Automat using the Nucleo Spin kit (Macherey-Nagel) or manually using the viral RNA isolation kit (Qiagen). To detect the spread of AIV after infection, for influenza A virus, real-time RT-PCR was used based on amplification of the M gene (18). RNA extraction and inhibition factors during RT-PCR were tested using a heterologous internal control system (19). Double analysis was performed on the cycler MX3000p (Stratagene) using the one-step kit for RT-PCR (Superscript TM III One-Step RT-PCR system c Platinum® Taq DNA Polymerase (Invitrogen )). The temperature profile was as follows: 30 min 50 ° C, 2 min 94 ° C, followed by 42 cycles of 30 sec at 94 ° C, 30 sec at 57 ° C and 30 sec at 68 ° C.

HI и NP-ELISA.HI and NP-ELISA.

Для определения наличия антител NDV и AIVH5 на 0, 7, 14 и 21 дни проводили забор образцов крови, которые затем исследовали с помощью реакции торможения гемагглютинации (HI) по методу, описанному в Директиве Совета Европейского Сообщества (CEK (1992) Official Journal of the European Community L 260, 1-20; CEK (1992) Official Journal of the European Community L 167, 1-1620б 21). Для выявления наличия AIV-H5 антител после иммунизации дополнительно использовались сыворотки для непрямой иммунофлюоресценции (IF) c помощью инкубирования сывороток в разведении 1:100 с AIV инфицированными CEF. Антитела против AIV нуклеопротеина (NP) изучались с помощью непрямых энзим-связных иммуносорбентных анализов (ELISAs), основанных на нуклеопротеине (NP-ELISA). С этой целью, в качестве антигена использовали очищенный рекомбинантный белок слияния глутатион-S-трансфераза-NP, полученный с использованием бакуловируса, охватывающий полный кодирующий район гена NP AIV. Сыворотки, разведенные 1:300 в PBS, содержащие 0,05% Tween 20, исследовали в двух экземплярах. Связывание вторичных POD-конъюгированных козьих-антикуриных IgG (H+L) (ROCKLAND) антител выявляли с помощью цветной реакции с использованием o-фенилендиамина, а поглощение измеряли при 492 нм.To determine the presence of NDV and AIVH5 antibodies on days 0, 7, 14, and 21, blood samples were taken, which were then examined using the hemagglutination inhibition test (HI) according to the method described in the Council of the European Union Directive (CEK (1992) Official Journal of the European Community L 260, 1-20; CEK (1992) Official Journal of the European Community L 167, 1-1620b 21). To detect the presence of AIV-H5 antibodies after immunization, sera for indirect immunofluorescence (IF) were additionally used by incubating the sera at a dilution of 1: 100 with AIV infected with CEF. Antibodies against AIV nucleoprotein (NP) were studied using indirect enzyme-linked immunosorbent assays (ELISAs) based on nucleoprotein (NP-ELISA). For this purpose, a purified recombinant glutathione-S-transferase-NP fusion protein obtained using baculovirus covering the entire coding region of the NP AIV gene was used as antigen. Sera diluted 1: 300 in PBS containing 0.05% Tween 20 were examined in duplicate. Binding of secondary POD-conjugated goat-anti-chicken IgG (H + L) (ROCKLAND) antibodies was detected by color reaction using o-phenylenediamine, and absorption was measured at 492 nm.

Пример 8. Строение векторов NDV, содержащих модифицированный ген H7. Example 8. The structure of NDV vectors containing the modified H7 gene.

В экспериментах, в основном похожих на те, что были описаны выше, сконструировали вектор NDV, несущий модифицированный ген H7. Вставка была получена из HP H7N1 AIV изолята: A/chicken/Italy/445/99, последовательность которого опубликована в GenBank под номером доступа AJ 580353; см. также: Veits, J et al. 2003 (J. of Gen. Virol., vol.84, p. 3343). Ген H7 вставлен в вектор NDV между F и HN генами и фланкирован некодирующими последовательностями от гена HN.In experiments, mainly similar to those described above, an NDV vector was constructed that carried the modified H7 gene. The insert was obtained from HP H7N1 AIV isolate: A / chicken / Italy / 445/99, the sequence of which is published in GenBank under accession number AJ 580353; see also: Veits, J et al. 2003 (J. of Gen. Virol., Vol. 84, p. 3343). The H7 gene is inserted into the NDV vector between the F and HN genes and is flanked by non-coding sequences from the HN gene.

Потенциальная последовательность конца гена находится после района сайта расщепления H7 HA гена. Первоначальную последовательность в нуклеотидах 1195-1206: ata gaa aaa act, кодирующую аминокислоты IEKT, мутировали в: ata ga g aa g act, все еще кодирующую IEKT.The potential sequence of the end of the gene is located after the site of the H7 HA gene cleavage site. The initial sequence in nucleotides 1195-1206: ata gaa aaa act encoding IEKT amino acids was mutated into: ata ga g aa g act still encoding IEKT.

В результате наблюдалась стабильная и улучшенная экспрессия (по сравнению с экспрессией немодифицированного H7 гена) и представление модифицированной H7 последовательности с помощью вектора NDV.As a result, stable and improved expression was observed (compared to the expression of the unmodified H7 gene) and the presentation of the modified H7 sequence using the NDV vector.

Claims (12)

1. Способ получения рекомбинантного вектора на основе вируса болезни Ньюкастла, содержащего дополнительную транскрипционную единицу, включающую ген, кодирующий белок НА патогенного вируса Н5 птичьего гриппа, операбельно связанный с последовательностью старта гена (GS) начальной части вируса болезни Ньюкастла и последовательностью конца гена (GE) конечной части вируса болезни Ньюкастла, характеризующуюся тем, что указанный белок содержит участок удлинения, состоящий, по крайней мере, из трех основных аминокислот, где указанный участок удлинения состоит из остатков аргинина (Arg) и/или лизина (Lys) и содержит, по крайней мере, один лизин, причем последовательность нуклеотидов указанного гена, кодирующего белок НА, выбрана таким образом, что она не содержит последовательности, которая может узнаваться вирусной полимеразой вируса болезни Ньюкастла как последовательность конца гена (GE).1. A method of obtaining a recombinant vector based on the Newcastle disease virus containing an additional transcriptional unit comprising a gene encoding the HA protein of the pathogenic avian influenza virus H5 operably linked to the start sequence of the gene (GS) of the initial part of the Newcastle disease virus and the sequence of the end of the gene (GE) the final part of the Newcastle disease virus, characterized in that the protein contains an extension section consisting of at least three basic amino acids, where inenia consists of arginine (Arg) and / or lysine (Lys) residues and contains at least one lysine, the nucleotide sequence of the indicated gene encoding the HA protein being selected so that it does not contain a sequence that can be recognized by viral polymerase Newcastle disease virus as a gene end sequence (GE). 2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что для создания модифицированной последовательности гена, кодирующего белок НА патогенного вируса Н5 птичьего гриппа, часть последовательности дикого типа гена, кодирующего белок НА патогенного вируса Н5 птичьего гриппа, кодирующая указанный участок удлинения, состоящий, по крайней мере, из трех основных аминокислот, модифицирована с помощью сайт-направленного мутагенеза для устранения любой последовательности, которая может быть узнана вирусной полимеразой вируса болезни Ньюкастла как последовательность конца гена (GE).2. The method according to claim 1, characterized in that to create a modified sequence of the gene encoding the HA protein of the pathogenic avian H5 virus, part of the wild-type sequence of the gene encoding the HA protein of the pathogenic avian H5 virus of the bird coding for the specified extension section, consisting of of at least three essential amino acids, modified by site-directed mutagenesis to eliminate any sequence that can be recognized by viral polymerase of the Newcastle disease virus as a consequence gene end-of-life (GE). 3. Способ по п.2, характеризующийся тем, что внутри последовательности t/aGAAAA, изначально представленной в последовательности дикого типа гена, кодирующего белок НА патогенного вируса Н5 птичьего гриппа, по крайней мере, одна мутация внесена так, что "А" участка удлинения, включающего аденин, замещается другим нуклеотидом.3. The method according to claim 2, characterized in that within the t / aGAAAA sequence, originally presented in the wild-type sequence of the gene encoding the HA protein of the pathogenic avian influenza virus H5, at least one mutation is introduced so that the “A” extension section including adenine is replaced by another nucleotide. 4. Способ по п.3, характеризующийся тем, что эта мутация (ции) являются молчащими.4. The method according to claim 3, characterized in that this mutation (s) are silent. 5. Способ по п.3 или 4, характеризующийся тем, что, по крайней мере, один кодон ааа замещен на кодон aag.5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that at least one codon aaa is replaced by the codon aag. 6. Способ по пп.3 и 4, характеризующийся тем, что внесены, по крайней мере, две точечные мутации.6. The method according to claims 3 and 4, characterized in that at least two point mutations are introduced. 7. Способ по пп.3 и 4, характеризующийся тем, что, по крайней мере, два кодона ааа замещены на кодон aag.7. The method according to claims 3 and 4, characterized in that at least two aaa codons are replaced by aag codon. 8. Способ по пп.3 и 4, характеризующийся тем, что кодирующая последовательность aga aga ааа ааа замещается на кодирующую последовательность agg agg aag aag.8. The method according to claims 3 and 4, characterized in that the coding sequence aga aga aaa aaa is replaced by the coding sequence agg agg aag aag. 9. Рекомбинантный экспрессионный вектор вируса болезни Ньюкастла, содержащий дополнительную транскрипционную единицу, включающую ген, кодирующий белок НА патогенного вируса Н5 птичьего гриппа, операбельно связанный с последовательностью старта гена (GS) начальной части вируса болезни Ньюкастла и последовательностью конца гена (GE) конечной части вируса болезни Ньюкастла, характеризующуюся тем, что указанный белок содержит участок удлинения, состоящий, по крайней мере, из трех основных аминокислот, где указанный участок удлинения состоит из остатков аргинина (Arg) и/или лизина (Lys) и содержит, по крайней мере, один лизин, причем указанный ген не содержит последовательности, которая может узнаваться вирусной полимеразой вируса болезни Ньюкастла как последовательность конца гена.9. Recombinant expression vector for Newcastle disease virus containing an additional transcriptional unit, including a gene encoding the HA protein of the pathogenic avian influenza virus H5, operably linked to the start sequence of the gene (GS) of the initial part of the Newcastle disease virus and the sequence of the end of the gene (GE) of the final part of the virus Newcastle disease, characterized in that said protein contains an extension portion consisting of at least three basic amino acids, wherein said extension portion comprises from residues of arginine (Arg) and / or lysine (Lys) and contains at least one lysine, and the specified gene does not contain a sequence that can be recognized by the viral polymerase of the Newcastle disease virus as a gene end sequence. 10. Вектор по п.9, характеризующийся тем, что участок удлинения из основных аминокислот содержит, по крайней мере, два лизина в ряд, и в котором, по крайней мере, один из этих лизинов кодируется кодоном aag.10. The vector according to claim 9, characterized in that the extension section of the basic amino acids contains at least two lysines in a row, and in which at least one of these lysines is encoded by the aag codon. 11. Вектор по п.9 или 10, характеризующийся тем, что участок удлинения основных аминокислот содержит последовательность аминокислот Arg Lys Lys, кодируемую последовательностью нуклеотидов aggaagaag.11. The vector according to claim 9 or 10, characterized in that the extension section of the basic amino acids contains the amino acid sequence Arg Lys Lys encoded by the aggaagaag nucleotide sequence. 12. Вакцина для защиты птиц от вирусных заболеваний, содержащая рекомбинантный вектор вируса болезни Ньюкастла по любому из пп.9-11 и фармацевтически приемлемый носитель или разбавитель. 12. A vaccine for protecting birds from viral diseases, containing the recombinant Newcastle disease virus vector according to any one of claims 9 to 11 and a pharmaceutically acceptable carrier or diluent.
RU2008140748/10A 2006-03-15 2007-03-15 Recombinant newcastle disease virus expressing h5 hemagglutinin of avian influenza virus RU2441070C2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US78319306P 2006-03-15 2006-03-15
US60/783,193 2006-03-15
EP06111222.3 2006-03-15
EP06111222 2006-03-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008140748A RU2008140748A (en) 2010-04-20
RU2441070C2 true RU2441070C2 (en) 2012-01-27

Family

ID=37622083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008140748/10A RU2441070C2 (en) 2006-03-15 2007-03-15 Recombinant newcastle disease virus expressing h5 hemagglutinin of avian influenza virus

Country Status (4)

Country Link
CN (1) CN101421294A (en)
BR (1) BRPI0709613A2 (en)
RU (1) RU2441070C2 (en)
ZA (1) ZA200807553B (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT3210622T (en) * 2009-08-21 2021-03-03 Univ Georgia Recombinant avian paramyxovirus vaccine and method for making and using thereof
CN109136200B (en) * 2018-09-20 2022-02-18 中国水产科学研究院黑龙江水产研究所 Recombinant infectious hematopoietic necrosis virus and construction method and application thereof
WO2022261150A2 (en) 2021-06-09 2022-12-15 Scribe Therapeutics Inc. Particle delivery systems
WO2023240027A1 (en) * 2022-06-07 2023-12-14 Scribe Therapeutics Inc. Particle delivery systems

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A.ROMER-OBERDORFER et al., Generation of recombinant lentogenic Newcastle disease virus from cDNA, Journal of Generation Virology, 1999, Vol.80, p.2987-2995. SWAYNE D et el., Recombinant paramyxovirus type 1-avian influenza-H7 virus as a vaccine for protection of chickens against influenza and Newcastle disease, Avian Diseases, 2003, Vol.47, No 3, p.1047-1050. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101421294A (en) 2009-04-29
RU2008140748A (en) 2010-04-20
ZA200807553B (en) 2009-06-24
BRPI0709613A2 (en) 2011-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20100008945A1 (en) Recombinant Newcastle Disease Virus Expressing H5 Hemagglutinin of Avian Influenza Virus
Kumar et al. Evaluation of the Newcastle disease virus F and HN proteins in protective immunity by using a recombinant avian paramyxovirus type 3 vector in chickens
US7547442B2 (en) Newcastle disease virus infectious clones, vaccines and new diagnostic assays
US7951587B2 (en) Recombinant mononegaviral virus vectors
US7244558B1 (en) Production of novel Newcastle disease virus strains from cDNAs and improved live attenuated Newcastle disease vaccines
RU2441070C2 (en) Recombinant newcastle disease virus expressing h5 hemagglutinin of avian influenza virus
ES2358849T3 (en) RECOMBINANT MONONEGAVIRAL VIRUS VECTORS.
US20110027308A1 (en) Compositions and methods for preventing influenza infection in canines, felines and equines
AU775514B2 (en) A recombinant Newcastle Disease virus as an embryo vaccine
JP2002507408A (en) Mutations responsible for attenuation of measles virus or human respiratory syncytial virus subgroup B
RU2435857C2 (en) VECTORS OF RECOMBINANT VIRUSES OF Mononegavirales ORDER
Murr et al. Negative-Strand RNA Virus-Vectored Vaccines
EP1074614A1 (en) A recombinant Newcastle disease virus for in ovo vaccination

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130316