【発明の詳細な説明】
61、(i)部位特異的突然変異誘発により、4型デング熱ウイルスのゲノムに
突然変異を導入し、
(ii)前記突然変異を宿す感染性4型デング熱ウイルスを回収し、(iii
)回収したウィルスを評価する工程を含むことを特徴とする4型デング熱ウイル
スの突然変異を作製する方法。
62、前記回収されたウィルスは、弱毒化または無毒化の表現型について評価さ
れることを特徴とする請求の範囲第61項に記載の方法。
63゜疾病に対して免疫を誘導するのに十分な量の無毒性4型デング熱ウイルス
と、薬学的に許容可能な担体とを含む、4型デング熱ウイルスに対するヒト用ワ
クチン。
64、前記無毒性4型デング熱ウイルスは、ウィルスゲノムの戦略的領域に突然
変異を加工することにより得られることを特徴とする請求の範囲第63項に記載
のワクチン。
65 キメラフラビウイルスRNAをコード化するDNA断片。
66 前記キメラRNAは、1型デング熱ウイルス、2型デング熱ウイルス、お
よび3型デング熱ウイルスからなる群から選択されたウィルスの一部を含むこと
を特徴とする請求の範囲第65項に記載の断片。
67、請求の範囲第60項に記載の4型デング熱ウイルスDNAのDNA断片を
、フラビウイルスからの対応する遺伝子全体またはその画分て置換する工程を含
むことを特徴とするキメラデング熱ウィルスの構築方法。
68 前記ワラビウイルスは、1型デング熱ウイルス、2型デング熱ウイルス、
および3型デング熱ウイルスからなる群から選択されることを特徴とする請求の
範囲第67項に記載の方法。
69、前記4型デング熱ウイルスは少なくとも1つの突然変異を含むことを特徴
とする請求の範囲第67項に記載の方法。
70、疾病に対して免疫を誘導するのに十分な量の感染性キメラウィルスと、薬
学的に許容可能な担体とを含む、デング熱ウィルスに対するヒト用ワクチン。
71、前記キメラウィルスは、1型デング熱ウイルス、2型デング熱ウイルス、
3型デング熱ウイルス、および4型デング熱ウイルスからなる群から選択される
ことを特徴とする請求の範囲第70項に記載のワクチン。
72、(i)請求の範囲第65項に記載のDNA断片と、(ii)ベクターと、
を含む、組換えDNA構築物。
73、前記ベクターはプラスミドであることを特徴とする請求の範囲第72項に
記載の組換えDNA構築物。
74 前記DNAの発現を可能とするように、請求の範囲第73項による組換え
DNA構築物で安定的に形質転換された宿主細胞。
75、前記細胞は原核細胞であることを特徴とする請求の範囲第74項に記載の
宿主細胞。
76、4型デング熱ウイルスRNAをコード化するDNA断片において、非構造
タンパク質N5l−NS2Aの開裂部位のNSIのC末端における8個のアミノ
酸の1つ又はそれ以上をコード化する配列内に置換突然変異を含むことを特徴と
する、DNA断片。
77.4型デング熱ウイルスRNAをコード化するDNA断片において、N5I
−NS2Aの非構造タンパク質の開裂部位のつぎの+1位置の部位である、グリ
シンをコード化する部位に置換を含むことを特徴とするDNA断片。
7日 4型デング熱ウイルスRNAをコード化するDNA断片において、前記D
NA断片は3′非コード領域に欠失を含むことを特徴とするDNA断片。
79、前記欠失の配列の長さはヌクレオチド30〜202個であることを特徴と
する請求の範囲第78項に記載のDNA断片。
80、(i)請求の範囲第76項、第77項、第78項、第79項のいずれかに
記載のDNA断片と、
(ii)ベクターと、
を含む、組換えDNA構築物。
81、請求の範囲第76項、第77項、第78項、第79項のいずれかに記載の
DNA断片の感染性RNA転写物。
82、前記DNA断片の発現を可能とするように、請求の範囲第80項によるD
NA構築物で形質転換された宿主細胞。
83、前記細胞は哺乳類または昆虫の細胞であることを特徴とする請求の範囲第
82項に記載の宿主細胞。
84 前記細胞は哺乳類または昆虫の細胞であることを特徴とする請求の範囲第
83項に記載の宿主細胞。
85 疾病に対して免疫を誘導するのに十分な量の、毒性が低下した突然変異4
型デング熱ウイルスを含む、4型デング熱ウイルスに対するヒト用ワクチン。
86、前記突然変異4型デング熱ウイルスは、ウィルスゲノムの3°非コード領
域内に欠失突然変異を加工することにより得られることを特徴とする請求の範囲
第85項に記載のワクチン。
87、前記突然変異4型デング熱ウイルスは、非構造タンパク質NS 1−NS
2Aの開裂部位のNSIのC末端における8個のアミノ酸の1つ又はそれ以上
をコード化するウィルスDNA配列内に置換突然変異を加工することにより得ら
れることを特徴とする請求の範囲第85項に記載のワクチン。
88、前記突然変異4型デング熱ウイルスは、N5I−NS2Aの非構造タンパ
ク質の開裂部位のつぎの+1位置の部位である、グリシンをコード化するウィル
スDNA部位に置換を加工することにより得られることを特徴とする請求の範囲
第85項に記載のワクチン。
89 請求の範囲第56項に記載の4型デング熱ウイルスDNAのDNA断片を
、ワラビウイルスからの対応する遺伝子全体またはその画分て置換する工程を含
むことを特徴とするキメラデング熱ウィルスの構築方法。
90 前記フラビウイルスは、1型デング熱ウイルス、2型デング熱ウイルス、
3型デング熱ウイルス、日本脳炎ウィルス、およびダニ媒介脳炎ウィルスからな
る群から選択されることを特徴とする請求の範囲第89項に記載の方法。
91゜請求の範囲第57項に記載の4型デング熱ウイルスDNAのDNA断片を
、ワラビウイルスからの対応する遺伝子全体またはその両分で置換する工程を含
むことを特徴とするキメラデング熱ウィルスの構築方法。
92、前記フラビウイルスは、1型デング熱ウイルス、2型デング熱ウイルス、
3型デング熱ウイルス、および日本脳炎ウィルスからなる群から選択されること
を特徴とする請求の範囲第91項に記載の方法。
93、請求の範囲第58項に記載の4型デング熱ウイルスDNAのDNA断片を
、フラビウイルスからの対応する遺伝子全体またはその両分で置換する工程を含
むことを特徴とするキメラデング熱ウィルスの構築方法。
94、前記ワラビウイルスは、1型デング熱ウイルス、2型デング熱ウィルス、
3型デング熱ウイルス、日本脳炎ウィルス、およびダニ媒介脳炎ウィルスからな
る群から選択されることを特徴とする請求の範囲第93項に記載の方法。
95、疾病に対する免疫を誘導するのに十分な量投与される、デング熱つィルス
に対するワクチンにおいて、前記ワクチンは、毒性が低下したキメラウィルスか
らなり、前記キメラウィルスは、3゛非コード領域に欠失を含む4型デング熱ウ
イルスRNAをコード化するDNA断片を含むことを特徴とするワクチン。
96、前記キメラウィルスは、2型デング熱ウイルス、3型デング熱ウィルス、
および4型デング熱ウイルスからなる群から選択されることを特徴とする請求の
範囲第95項に記載のワクチン。
明細書
キメラおよび/または増殖制限されたフラビウイルス挟術分野
本発明は、組換え活性キメラフラビウイルスに関し、さらに、デング熱ウィルス
と、ダニ媒介脳炎ウィルス(T B E V)を含むその他のワラビウイルスに
対するワクチンに関する。本発明は、さらに、組換え4型デング熱ウイルスの生
成を導くようにRNA転写物をコードするcDNA配列と、組換え突然変異4型
デング熱ウイルスキメラデング熱ウイルスと、組換えDNA断片を作製して突然
変異を組み込んだキメラデング熱ウィルスと、それらを用いて形質転換した細胞
に関する。
茸景挟術
ワラビウイルス科(Flaviviridae)には、約60個の包被正鎖RN
Aウィルスが含まれ、その大半は昆虫により媒介される。この科に属する多数の
ウィルスは、世界各地で重大な公衆衛生上の問題を起こしている(T、P、 M
on a t h(1986)rトガウィルス科(Togaviridae)お
よびフラビウイルス科JS。
Schlesinger他編、375〜440頁、プレナム・プレス社、ニュー
ヨーク)。これまでに配列決定されたすべてのフラビウイルスのゲノムは、同一
の遺伝子順序を有している。すなわち、5’ −C−p r eM−E−NS
1−NS2A−NS2B−NS3−NS4A−NS4B−NS5−3’であり、
最初の3つの遺伝子は、構造タンパク質であるカプシド(C)と、プレメンブレ
ンタンパク質(preM)と、エンベロープタンパク質(E)をコードしている
。
デング熱は、蚊媒介ウィルス性疾病であり、世界各地の熱帯および亜熱帯地域で
発生する。デング熱ウィルス亜群[subgroup]は、ワラビウイルス科の
他のウィルスのどれよりもヒト疾病を起こす。デング熱は、発熱、発疹、激しい
頭痛、関節痛を特徴としている。その死亡率は低い。しかしながら、過去数十年
間にわたり、出血およびショックを特徴とする、より重症のデング熱(デング出
血熱/デング熱ショック症候群、DHF/DSS)が、子供および若者に増加し
ている。DHF/DSSは、ある血清型[5erotype]のデング熱ウィル
スにすでに感染した者が別のデング熱ウィルスに感染した際に、もっとも頻繁に
発生する。このことは、ウィルス複製の免疫強化が、より重症の疾病の病因にお
いである役割を果たしていることを示唆している(S、B、Halstead(
1988)サイエンス第239巻476〜481頁)。
デング熱伝染は、媒介となる蚊種が豊富な熱帯および亜熱帯の多(の地域におい
て、大きな公衆衛生問題となっている。40年間もの熱心な研究にもががゎらず
、デング熱ウィルス疾病のための安全で有効なワクチンはできていない。デング
熱ウィルスは、WHOにより、研究促進およびワクチン開発の高優先度目標とし
て指定された。
デング熱ウィルスは、1944年における単離の後まもなく、マウスの脳におい
て繰り返し継代培養[passage]され、その結果、マウス神経毒性[ne
urovirulent]突然変異体が選抜された(A、B、Sabin(19
52)Amer、J、Trop、Med、Hyg、第1巻30〜5o頁)。
興味深いことに、被験希望者において実施された研究により、1型または2型デ
ング熱ウイルスの3つの株のマウス脳適合神経毒性突然変異体は弱毒化されては
いるが、なお、ヒトについて免疫原性をもっことが示された(A、 B、5ab
in (1952)Amer、J、Trop、Med、Hyg、第1巻30〜5
o頁、A、 B、 Sab in (1955) Amer、 J、 Trop
、 Med、 Hyg、第4巻198〜207頁、A、B、5abin (19
55)Amer、J、Tr。
p、Med、Hyg、第4巻198〜207頁、R,W、 Sch l e s
i nger他(1956)J、Immunol 第77巻352〜364頁
、C,L、 Wisseman他(1963)Amer、J、Trop、Med
、第12巻620〜623頁)。しかしながら、これらの突然変異体は、ワクチ
ン株候補としてはそれ以上開発されなかった。これは、ワクチン製剤中のマウス
脳抗原に対する懸念の故である。このとき以来、(i)小型プラーク(溶菌斑)
表現型を示した、および/または(ii)温度感受性であった、および/または
(iii )人工的な宿主から由来する細胞培養に適合した(すなわち宿主域突
然変異)ウィルス突然変異が、弱毒化生菌ウィルスワクチンに包含させるための
候補として選抜され評価されてきた(V、R,Ha r r i son他(1
977)Infec、Immun。
第18巻1’51〜156頁;C,H,Hoke他(1990)Am、J、Tr
。
p、Med、Hyg 第43巻219〜226頁;N、Bhamaraprav
ati他(1987)Bu I 1.WHO第65巻189〜195頁)。しか
しながら、25年間のこのような努力にもかかわらず、安全で効果的なデング熱
ワクチンは、一般用としてはまだ得られていない。不活化全デング熱ウィルスワ
クチンは、免疫原性が不十分であることが証明されている。細胞培養において連
続継代培養により弱毒化された生菌ウィルスワクチンは、弱毒化による遺伝子的
不安定性や免疫原性の欠乏という難点がある。本発明は、キメラデング熱ウィル
スおよびキメラフラビウイルスワクチンを提供することにより、技術的発展をも
たらすものである。
4つの血清型のデング熱ウィルス(1型〜4型)は、血清型特異的モノクローナ
ル抗体を用いたプラーク減縮中和法により、および、ポリクローナル血清を用い
たやや特異性の低い試験により区別することができる(W、 M、 Bankc
roft他(1979)Pan Am、Hlth、Org、Sci、Publ
、第375巻175〜178頁;E、A、Henchal他(1982)Am、
J。
Trop、Med、Hyg、第31巻548〜555頁)。血清型の存在は、ヒ
ト被験希望者における初期の研究において最初に発見され、1つの血清型のデン
グ熱に感染すると耐久性のある同型免疫が誘導されるものの異型免疫は3〜5ケ
月しか持続しないことが証明された(A、B、5abin (1952)Ame
r。
J、Trop、Med、Hyg、第1巻30〜50頁)。デング熱つィルス一般
に対して広範囲の免疫を誘導するために4つの血清型すべてを含む効果的なデン
グ熱ワクチンがあれば、DHF/DSSの発生を妨害することができるだろう。
3型および4型デング熱ウイルスおよびマウス神経毒性ニューギニアC型を含む
2型ウイルスの数株については、完全なヌクレオチド配列が決定されている。
しかしながら、1型ウイルスゲノムについては、5゛部分だけが配列決定されて
いるにすぎない(E、 Ma c k ow他(1987)Virology第
159巻217〜228頁:B、Zhao他(1986)Virology第1
55巻77〜88頁;に、OsatomiおよびH,Sumiyoshi (1
990)viroIogy第176巻643〜647頁;A、Ir1e他(19
89)Gene第75巻197〜211頁; P、 W、 Ma s on他(
1987)Virolog)’第161巻262〜267頁;Y、S、Hahn
他(1988)Viro1ogY第162巻167〜180頁)。これらの研究
の成果は、デング熱ウィルスの4つの血清型が共通のゲノム構成をもつことを示
している。4型デング熱のカリブ株814669のゲノムは10646個のヌク
レオチドを含むことがわかっている(E、Mackow他(1987)Viro
logy第159巻217〜228頁;B、Zhao他(1986)Vi ro
logy第155巻77〜88頁)。5°末端における最初の101個のヌクレ
オチドおよび3゛末端における最後の384個はコードしていない。残りの配列
は、3386個のアミノ酸ポリタンパク質をコードしており、これには、3つの
構造タンパク質、すなわち、カプシド(C)、プレメンブレン(pre−M)、
エンベロープ(E)がそのN末端に含まれ、7個の非構造タンパク質が上述した
順序で続いている。
これは、これまでに識別されたすべてのフラビウイルスゲノムに共通している。
ポリタンパク質は、細胞信号ペプチダーゼにより、および、ウィルスプロテアー
ゼにより、11個以上のウィルスタンパク質を生じるようにプロセス(L。
Markoff (1989)J、Vi rol、第63巻3345〜3352
頁;f3.Fa1gout他(1989)J、Vi rol、第63巻1852
〜1860頁;B、Fa1gout他(1991)J、Vi rot、第65巻
2467〜2476頁;比HoriおよびC0J、Lai (1990)J、V
irol。
第64巻4573〜4577頁)。
我々はすでに、感染性RNAの転写のための鋳型として用いることのできる完全
長デング熱ウィルスcDNAを構築した。我々は、安定的にクローンされた完全
長デング熱ウィルスcDNAを得、DNA鋳型から派生した(インビトロ)試験
管内RNA転写物が培養中の細胞に対して感染性をもつことがわかった。しかし
ながら、この感染性構築物と、そこから生成された感染性RNA転写物は病原性
である。さらに、これまでに生成された弱毒化デング熱ウィルスは遺伝学的に不
安定で、時間がたつと病原性形態に逆戻りする可能性を有している。それでも、
弱毒化ウィルスは望ましい。その理由は、弱毒化ウィルスにより長期間持続する
免疫が得られることが一般に知られているからである。したがって、この構築物
またはキメラ構築物を病原性の低いウィルスの産生を導くように改変すれば、弱
毒化フラビウイルスワクチン技術において相当の進歩となるだろう。したがって
、我々は、ここに開示するとおり、cDNAの3′非コード領域において一連の
欠失を構築し、活性デング熱ウィルス突然変異体を回収して増殖特性を分析した
。
フラビウイルス科のその他のウィルスもやはり病原性である。その例としては、
ダニ媒介脳炎ウィルスおよび日本脳炎ウィルスがあげられる。弱毒化デング熱ウ
ィルスワクチンのように、弱毒化ダニ媒介脳炎ウィルス(TBEV)ウィルスは
、遺伝学的に不安定で免疫性に乏しい傾向があった。したがって、他の弱毒化フ
ラビウイルスワクチンも、技術におけるかなりの前進となるであろう。すなわち
、本発明は、さらに、他のフラビウイルスに対するワクチン製造のための遺伝子
操作およびキメラウ・イルス開発のフレームワークとして、デング熱ウィルスや
別のフラビウイルスの改変完全長組換えcDNA構築物を採用する。
ダニ媒介脳炎ウィルス(T B E V)は、ダニによってのみ媒介され、血清
学的に区別できる2つのサブタイプに分類される。ロシアのシベリア地方と極東
地方に優勢な東部サブタイプ(プロトタイプ株5ofjin)と、ヨーロッパ東
部および中央部に見られる西部サブタイプ(プロトタイプ株Neudorf I
)である。TBEVは、死亡率が1〜30%の重い脳炎を引き起こす。TBEV
の詳細についてはCa1isher他(J、Gen、Virol、第70巻37
〜43頁)を参照されたい。現在、TREVのホルマリン不活化により製造され
た試験的TBEワクチンが入手できるが、このワクチンはい(つかの制約を有し
ている。
たとえば、このワクチンの免疫原性は十分ではないため、防御免疫反応を生じさ
せるためには繰返し接種が必要である。ワクチンに対する抗体反応があった場合
でも、このワクチンは、個体群の20%において、ウィルスに対する防御反応を
提供することができない。したがって、より改良されたTBEVワクチンが必要
とされている。
あり男Q@要
一−g様においC1率発明は、少なくとも2つのワラビウィルスから出来した核
酸を含む、組換えi) N A構築物を提供t 6 oごの構築物は、ダニ媒介
脳炎ウィルス、crx*Ev>からの2つ以−rの構造タンパク質を作動可能(
operajily)にコード化する核酸領域を含む。この領域は、i”BEV
以外のフラビウィルスからの構造タンパク質を作動可能にコード化する核酸領域
(ご結合する。好ましくは、この構築物は、ダニ媒介脳炎つ・イルスからの2つ
以下の構造タンパク質を作動−1能にコード化する核酸領域に結合する、フラビ
ウィルスカプシドタンパク質を作動可能にコード化する核酸領域を含む。カプシ
ドタンパク質および非構造タンパク質を」−ド化する核酸領域は、好ましくは、
4型デング熱ウイルスなどのデング熱ウィルス由来のものである。好ましい形態
において、この構築物は、少なくとも2つのワラビウイルスに由来する核酸内に
、少なくとも1つの突然変異を含む。
この好ましい形態の一実施例において、突然変異は、NSI (1)タンパク質
グリコジル化を排除する。この形態の別の実施例において、突然変異は、成熟フ
ラビウイルスメンブレンタンパク質の産生を妨害する。突然変異がウィルス増殖
速度に影響することが好ましい。さらに、本発明は、これらの組換えDNA構築
物に対応するRNA転写物を含む。
本発明の別の態様において、ワラビウイルス由来のゲノムを有するキメラウィル
スが得られる。このギメラウーイルスは、ダニ媒介脳炎ウィルスからの2つ以下
の構造タンパク質をコード化する核酸領域と、別のワラビウィルスからの非構造
タンパク質をコード化する核酸領域とを含む。好ましくは、このウィルスは、他
のワラビウィルスからのカプシドタンパク質をコード化する核酸領域を含む。ダ
ニ媒介脳炎ウィルスからの核酸は、プレメンブレンおよび/またはエンベロープ
タンパク質など、多数のタンパク質のどれでもコード化することができる。別の
7ラビウイルスからの構造タンパク質をコード化する核酸は、好ましくは、4型
デング熱ウイルスなどのデング熱ウィルスである。一実施例において、本発明の
本態様のキメラウィルスは、核酸内に少なくとも1つの突然変異を含む。この突
然変異は、NSI (1)タンパク質グリコジル化を排除する突然変異や、成熟
フラビウイルスメンブレンタンパク質の産生を妨害する突然変異など、多数の形
態のいずれをとってもよい。突然変異がウィルス増殖速度に影響することが好ま
しい。
本発明の別の態様によれば、ダニ媒介脳炎ウィルスのプレメンブレンおよび工2
/ベローブタンバク質をコード化する核酸領域と、別のワラビウィルスがらのカ
プシドタンパク質をコード化する核酸領域と、同じワラビウィルスがらの非構造
タンパク質をコード化する核酸領域とを含むキメラウィルスが得られる。フラビ
ウイルスは、たとえば、4型デング熱ウイルスなどのデング熱ウィルスである。
本発明の本態様において、好ましい形態のキメラウィルスは、ダニ媒介脳炎ウィ
ルスのプレメンブレンおよびエンベロープタンパク質をコード化する核酸領域内
に少なくとも1つの突然変異を含む。突然変異は、成熟フラビウイルスメンプレ
ンタンパク質の産生を妨害するものを用いることができる。別の好ましい形態に
おいて、キメラウィルスは、フラビウイルスからの核酸領域内に少なくとも1つ
の突然変異を含む。この突然変異は、NSI (1)タンパク質グリコジル化を
排除するものを用いることができる。
さらに別の態様において、本発明によれば、を推動物において防御免疫反応を生
起することのできる、本発明のキメラウィルスからなるダニ媒介脳炎に対するヒ
ト用ワクチンが得られる。すなわち、本発明は、さらに、フラビウイルスに対す
るヒト用ワクチンを製造する方法を含む。この方法は、ワラビウイルスからのプ
レメンブレンおよびエンベロープタンパク質と、デング熱ウィルスからのカプシ
ドおよび非構造タンパク質とをコード化することのできるDNA構築物を作製し
、]−記DNA構築物から感染性RNA転写物を生成し、上記RNA転写物を細
胞に導入し、上記細胞内でRNA転写物を発現させ、上記細胞からウィルスを収
穫し、上記ウィルスをを推動物において試験し、上記ウィルスをヒトに接種する
ことを含む。
本発明の好ましい態様によれば、日本脳炎ウィルスのプレメンブレンおよびエン
ベロープタンパク質をコード化する核酸領域と、別のワラビウイルスからのカプ
シドタンパク質をコード化する核酸領域と、デング熱ウィルスなどの、同じフラ
ビウイルスからの非構造タンパク質をコード化する核酸領域とを含むキメラウィ
ルスが得られる。
本発明の別の態様によれば、RNAゲノムを有するキメラウィルスが得られる。
このゲノムは、4型デング熱ウイルスの非構造タンパク質を作動可能(oper
atively)にコード化する核酸領域と、1型デング熱ウイルス、2型デン
グ熱ウイルス、3型デング熱ウイルス、黄熱病ウィルス、[]本脳炎ウィルス、
ダニ媒介脳炎ウィルス、または別のワラビウイルスの構造タンパク質を作動可能
にコード化する核酸領域とを含む。本発明の一実施例において、キメラウィルス
のゲノムは、4型デング熱ウイルス構造タンパク質を作動可能にコード化する核
酸を実質的にもっていない。このキメラ1フイルスの好ましい実施例は、p2A
(DIWP)またはp2A (D2NGC)RNAを含む。好ましくは、キメラ
ウィルスは、1型デング熱ウーイルス、2型デング熱ウイルス、または3型デ゛
/グ熱ウイルスの非構造タンパク質をコード化する。−とのできる核酸領域と、
J型デング熱ウィルス、2型デング熱つ、イルス、3型デング熱ウイルス、4型
デング熱ウイルス、黄熱病ウィルス、8本脳炎つ・イルス、ダニ媒介脳炎ウィル
ス、または別のフラビウイルスの構造タンパク質をコード化することのできる核
酸領域とを含む。非構造タンパク質を作動【可能にコード化することのできる核
酸は、好ましくは、非構造タンパク質を作動可能にコード化することのできる核
酸の領域とは異なるウィルス由来のものである。
本発明の別の態様によれば、RNAゲ2ツムを有するキメラウィルスが得られる
。
このゲノムは、黄熱病ウィルス、[]本脳炎ウィルス、ダニ媒介脳炎ウィルス、
または別のワラビウイルスの非構造タンパク質を作動可能にコード化する核酸領
域と、1型デング熱ウイルス、2型デング熱ウイルス、3型デング熱ウイルス、
4型デング執ウイルス、黄熱病ウィルス、日本脳炎ウィルス、ダニ媒介脳炎ウィ
ルス、または別のワラビウイルスの構造タンパク質を作動可能にコード化する核
酸領域とを含む。構造タンパク質を作動可能にコード化する核酸の領域は、好ま
しくは、非構造タンパク質を作動可能にコード化する核酸の領域とは異なるウィ
ルス由来のものである。
本発明のさらに別の態様によれば、を推動物においてウィルスに対する防御免疫
反応を生起することのできるワクチンが得られる。このワクチンは、安全でかつ
免疫学的に有効な量の本発明のウィルスのいずれがと、薬学的および免疫学的に
受容可能な担体とを含んでいる。
本発明のさらに別の態様によれば、を推動物においてウィルスに対する防御免疫
反応を生起することのできる別のワクチンが得られる。本発明の本態様において
、このワクチンは、以下のウィルスの安全でかつ免疫学的に有効な量を含む。
a)4型デング熱ウイルスの非構造タンパク質をコード化する核酸領域と、1型
デング熱ウイルスの構造タンパク質をコード化する核酸領域とを含むゲノムをも
つキメラウィルス、b)4型デング熱ウイルスの非構造タンパク質をコード化す
る核酸領域と、2型デング熱ウイルスの構造タンパク質をコード化する核酸領域
とを含むゲノムをもっキメラウィルス、c)4型デング熱ウイルスの非構造タン
パク質をコード化する核酸領域と、3型デング熱ウイルスの構造タンパク質をコ
ード化する核酸領域とを含むゲノムをもっキメラウィルス、d)弱毒化4型デン
グ熱ウイルス。
本発明のさらなる態様によれば、4型デング熱ウイルスの非構造領域と、1型デ
ング熱ウイルス、2型デング熱ウイルス、3型デング熱ウイルス、黄熱病ウィル
ス、日本脳炎ウィルス、ダニ媒介脳炎ウィルス、および別のフラビウィルスのう
ちの1つからの構造領域とを含むDNAセグメントが得られる。本発明の好まし
い実施例において、DNAセグメントは、構造および非構造領域に作動可能に結
合するプロモーターを含む。別の好ましい実施例において、DNAセグメントは
、プロモーターとしてSF3またはT7プロモーターを含む。さらに別の実施例
において、DNAセグメントはp2A (DIWP)またはp2A (D2NG
C)である。
本発明の他のいくつかの態様によれば、他のキメラDNAセグメントが得られる
。本発明のこれらの態様によるDNAセグメントは、1型デング熱ウイルス、2
型デング熱ウイルス、または3型デング熱ウイルスの非構造領域を含んでいる。
これらのDNAセグメントは、さらに、以下のウィルスのうちの1つからの構造
領域を含んている。1型デング熱ウイルス、2型デング熱ウイルス、3型デング
熱ウイルス、4型デング熱ウイルス、黄熱病ウィルス、日本脳炎ウィルス、ダニ
媒介脳炎ウィルス、ワラビウイルス。ただし、構造領域と非構造領域は同一ウイ
ルス由来ではないことを条件とする。
本発明のさらなる態様によれば、DNAセグメントは、黄熱病ウィルス、日本脳
炎ウィルス、ダニ媒介脳炎ウィルス、および別のフラビウィルスのうちの1つか
らの非構造領域と、1型デング熱ウイルス、2型デング熱ウイルス、4型デング
熱ウイルス、黄熱病ウィルス、日本脳炎ウィルス、ダニ媒介脳炎ウィルス、およ
び別のワラビウィルスのうちの1つからの構造領域とを含み、構造領域は非構造
領域とは異なるウィルス由来である。
本発明の別の態様によれば、ワラビウィルスの非構造領域またはその一部、およ
び別のフラビウィルスの構造領域またはその一部からなるDNAセグメントが得
られる。
本発明のさらに別の態様によれば、を推動物においてウィルスに対する防御免疫
反応を生起することのできるワクチンが得られる。このワクチンは、安全かつ免
疫学的に有効な量のキメラウィルスを含む。このウィルスのゲノムは、ダニ媒介
脳炎ウィルスからの構造タンパク質を作動可能にコード化する核酸と、デング熱
ウィルスからの非構造タンパク質を作動可能にコード化する核酸とを含む。
本発明のさらに別の態様によれば、別のキメラウィルスが得られる。この態様に
おいて、キメラウィルスは、ダニ媒介脳炎ウィルス構造タンパク質および4型デ
ング熱ウイルス非構造タンパク質とを作動可能にコード化するウィルスのゲノム
をもつ。好ましい実施例において、ウィルスの構造タンパク質はダニ媒介脳炎ウ
ィルス由来のものである。
本発明のさらに別の態様によれば、ダニ媒介脳炎ウィルス構造タンパク質および
4型デング熱ウイルス非構造タンパク質を作動可能にコード化するDNAセグメ
ントが得られる。
本発明のさらなる態様によれば、感染性4型デング熱ウイルスRNAをコード化
する、分離されたDNA断片が得られる。本発明のさらに別の態様によれば、本
発明のDNA断片とベクターからなる組換えDNA構築物が得られる。好ましい
実施例において、ベクターはプラスミドである。本発明のさらなる態様によれば
、DNA断片の発現を可能とするようにして本発明の組換えDNA構築物で安定
的に形質転換された宿主細胞が得られる。好ましい実施例において、宿主細胞は
原核細胞である。
本発明の別の態様によれば、4型デング熱ウイルスの突然変異を作製する方法が
得られる。この方法は、(1)部位特異的突然変異誘発により4型デング熱ウイ
ルスのゲノムに突然変異を導入し、(ii)突然変異を有する感染性4型デング
熱ウイルスを回収し、(iii )回収したウィルスを評価するステップを含む
。本方法の一実施例において、回収されたウィルスは、弱毒化または無毒性の表
現型について評価される。
本発明のさらに別の態様によれば、4型デング熱ウイルスに対するヒト用ワクチ
ンが得られる。このワクチンは、疾病に対して免疫を誘導するのに十分な量の無
毒性4型デング熱ウイルスと、薬学的に受容可能な担体とを含む。好ましい実施
例において、無毒性4型デング熱ウイルスは、ウィルスゲノム内の重要な領域に
おいて突然変異を加工することにより得られる。
本発明のさらに別の態様によれば、キメラフラビウィルスRNAをコード化する
DNA断片が得られる。キメラRNAは、たとえば、1型デング熱ウイルス、2
型デング熱ウイルス、3型デング熱ウイルスからなる群から選択されたウィルス
を含んでいる。
本発明のさらに別の態様によれば、キメラデング熱ウィルスの構築のための方法
が得られる。この方法は、本発明の方法により得られた4型デング熱ウイルスD
NAのDNA断片を、フラビウイルスからの、対応する遺伝子全体またはその画
分[f ract ion]で置換することを含んでいる。好ましい実施例にお
いて、ワラビウイルスは以下のウィルスの1つである。1型デング熱ウイルス、
2型デング熱ウイルス、3型デング熱ウイルス。別の好ましい実施例において、
4型デング熱ウイルスは少な(とも1つの突然変異を含む。
本発明は、デング熱ウィルスに対するヒト用ワクチンを提供する別の態様を含む
。本態様において、本発明は、疾病に対して免疫を誘発するのに十分な量の感染
性キメラウィルスと、薬学的に受容可能な担体とを含む。キメラウィルスは、た
とえば、1型デング熱ウイルス、2型デング熱ウイルス、3型デング熱ウイルス
、あるいは4型デング熱ウイルスである。
本発明のさらに別の態様によれば、本発明のDNA断片と、ベクターからなる組
換えDNA構築物が得られる。1つの好ましい実施例において、ベクターはプラ
スミドである。本発明のさらに別の態様によれば、DNAの発現を可能とするよ
うにして、本発明の方法により得られた組換えDNA構築物で安定的に形質転換
された宿主細胞が得られる。好ましい実施例において、宿主細胞は原核細胞であ
る。
本発明のさらに別の態様によれば、非構造タンパク質N5l−NS2Aの開裂部
位のNSIのC末端における8個のアミノ酸のうちの1つ又はそれ以上をコード
化する配列内に置換突然変異を含む、4型デング熱ウイルスRNAをコード化す
るDNA断片が得られる。
本発明のさらなる態様によれば、非構造タンパク質N5I−NS2Aの開裂部位
のつぎの+1位置の部位である、グリシンをコード化する部位に置換を含む、4
型デング熱ウイルスRNAをコード化するDNA断片が得られる。
本発明のさらなる態様によれば、3゛側非コード領域内に欠失を含む、4型デン
グ熱ウイルスRNAをコード化するDNA断片が得られる。好ましい実施例にお
いて、欠失は、ヌクレオチド30〜202個分の長さをもつ。
本発明の別の態様によれば、本発明のDNA断片のいずれかとベクターとを含む
組換えDNA構築物が得られる。本発明のさらに別の態様によれば、本発明のD
NA断片の感染性RNA転写物が得られる。本発明のさらなる態様によれば、D
NA断片の発現を可能とするようにして、本発明のDNA構築物でトランスフェ
クションされた宿主細胞が得られる。このような宿主細胞には哺乳類または昆虫
の細胞を用いることができる。
本発明のさらに別の態様によれば、4型デング熱ウイルスに対するヒト用ワクチ
ンが得られる。本発明の本態様において、このワクチンは、疾病に対して免疫を
誘発するのに十分な量の、毒性低減化突然変異4型デング熱ウイルスを含む。
好ましい実施例において、突然変異4型デング熱ウイルスは、ウィルスゲノムに
おける3゛側非コード領域内に欠失突然変異を加工することにより得られる。別
の好ましい実施例において、突然変異4型デング熱ウイルスは、非構造タンパク
質N5l−NS2Aの開裂部位のNSIのC末端における8個のアミノ酸のうち
の1つ又はそれ以上をコード化するウィルスDNA配列内に置換突然変異を加工
することにより得られる。さらに別の好ましい実施例において、突然変異4型デ
ング熱ウイルスは、非構造タンパク質N5l−NS2Aの開裂部位のっぎの+1
位置の部位である、グリシンをコード化するウィルスDNA部位に置換を加工す
ることにより得られる。
本発明のさらに別の態様によれば、4型デング熱ウイルスDNAのDNA断片を
、フラビウィルスからの対応する遺伝子全体またはその画分て置換することを含
む、キメラデング熱ウィルスの構築方法が得られる。好ましい実施例において、
ワラビウィルスは、1型デング熱ウイルス、2型デング熱ウイルス、3型デング
熱ウイルス、日本脳炎ウィルス、ダニ媒介脳炎ウィルスの1つである。別の好ま
しい実施例において、キメラデング熱ウィルスの構築方法は、本発明にょる4型
デング熱ウイルスDNAのDNA断片を、フラビウィルスからの対応する遺伝子
全体またはその両分で置換することを含む。好ましくは、ワラビウィルスは、1
型デング熱ウイルス、2型デング熱ウイルス、3型デング熱ウイルス、日本脳炎
ウィルスからなる群から選択される。さらに好ましくは、キメラデング熱ウィル
スの構築方法は、本発明による4型デング熱ウイルスDNAのDNA断片を、フ
ラビウイルスからの対応する遺伝子全体またはその画分て置換することを含む。
好ましい方法において、フラビウィルスは、1型デング熱ウイルス、2型デング
熱ウイルス、3型デング熱ウイルス、日本脳炎ウィルス、ダニ媒介脳炎ウィルス
からなる群から選択される。
本発明のさらに1つの態様によれば、疾病に対して免疫を誘発するのに十分な量
を投与される、デング熱ウィルスに対するワクチンが得られる。このワクチンは
、毒性が低減したキメラウィルスを含み、上記キメラウィルスは、3゛側非コー
ド領域に欠失を含む4型デング熱ウイルスRNAをコード化するDNA断片を含
む。好ましい実施例において、キメラウィルスは2型デング熱ウイルス、3型デ
ング熱ウイルス、4型デング熱ウイルスからなる群から選択される。
本発明のさらなる態様は、以下の発明の詳細な説明を参照することにより、当業
者にとって明らかになるであろう。
区回Φ説叫
図1は、キメラデング熱ウィルスの作製に用いられる完全長デング熱ウィルスc
DNAの構造を示す。
図2は、RNA転写物を用いたトランスフェクション後の、ウィルス感染細胞の
パーセンテージとウィルスの力価[t it e rlを示す。
図3は、キメラデング熱ウィルスの血清型分析を示す。
図4は、親またはキメラのデング熱ウィルスにより生成された1型、2型、また
は4型ウイルスタンパク質のポリアクリルアミドゲル分析を示す。
図5は、LLCMKz細胞上のウィルスプラークの形態観察を示す。
図6は、親2型NGCまたは4型デング熱ウイルスまたは2型/4型キメラウイ
ルスのマウス神経毒性を示す。
図7は、感染性RNAの転写に用いられるクローン化された完全長デング熱ウィ
ルスcDNAの末端配列を示す。
合計10646個のヌクレオチドの長さをもつ完全長デング熱ウィルスcDNA
は、図示のように、SP6ボリメラーゼのためのプロモーター配列および唯一の
Asp718開裂部位に隣接してクローン化される。ここで、10448および
10449の間の位置に付加C残基が、10470および10471の間に付加
G残基が存在する。これらはもとの4型デング熱つィルス配列にはなかったもの
である。RNA転写物の予測5゛末端および3′末端の近くの配列も示されてい
る。転写開始のGは、太字体で示される3゛デング配の前に配置されていた。
Asp718開裂配列GGTACCは、太字体で示される3゛デング配の直後に
位置していた。
図8は、完全長デングcDNAクローンおよび制限エンドヌクレアーゼ消化パタ
ーンを示す。
図には、5°端にSP6プロモーター、3′端にAsp718開裂部位を含む完
全長デングcDNAクローンが示されている。ヌクレオチド5o69のBStB
1開裂部位により、デングゲノムは5°および3゛断片に分離される。完全長ク
ローンIAの断片を、対応する5゛−2,3−B1または3“ −C断片で置換
することにより、図示されている他の完全長の組合せが得られる。
図9は、Bg III、 Ns i I、およびAsp718で消化された完全
長デングcDNAクローンの制限エンドヌクレアーゼパターンを示し、消化物は
アガロースゲル上での分離により分析された。Mは、キロ塩基対の分子サイズマ
ーカーとしてのλHi n dlll DNA断片を示す。
図10は、感染RNAから回収されたデング熱ウィルスが鋳型DNAのゲノム配
列を含むことの実例を示す。
子孫デング熱ウィルスは、クローン2ADNA (野生型対照(コントロール)
)から、または、デング配列のヌクレオチド3473のPstI部位を含むクロ
ーン2A (P)DNAから転写されたRNAでトランスフェクションしたLL
C−MK2細胞から回収された。回収されたウィルスから抽出されたゲノムRN
Aは、逆転写に用いられ、cDNA産物は、適当なプライマーを用いたPCRに
より134abpのDNA断片(ヌクレオチド3193〜4536)を製造する
ための鋳型として用いられた。PCR産物のPstI消化が図示されている。レ
ーンMは、サイズマーカーとしての123のDNAラダーを示す。
図11は、回収されたウィルスおよび親ウィルスに感染した細胞からのデング熱
つィルスタンパク質の比較を示す。
回収されたデング熱ウィルスまたは親好生型ウィルスに感染したLLC−MK
2細胞からの溶解物[ライゼート(lysates) ]を%%c3.メチオニ
ンで標識したものを用意し、デング高度免疫マウス腹水を用いた免疫沈降を行な
った。沈殿物は、5DS−12%ポリアクリルアミドゲル上の電気泳動により分
離された。図示のゲルレーンは、下記のものに感染した細胞からの溶解物を含ん
でいる。(1)親デング熱ウィルス、(2)クローン2ADNAから回収された
デング熱ウィルス、(3)クローン2A (P)DNAから回収されたデング熱
ウィルス。レーン4はダミ [mock]感染細胞溶解物からのものである。レ
ーンMは、左側に示したキロダルトンのタンパク質サイズマーカーを含む。Pr
eM、E、NS。
NS3を含むデング熱つィルスタンパク質に対応する標識バンドが図示されてい
る。その他の標識バンドの特定はしなかった。
図12は、野生型4型デング熱ウイルスと、それに由来するアミノ酸置換突然変
異体D4 (DN2B E)のプラーク形態観察を示す。
76cm’ビンに入れた集密な(コンフルエント(confluent)な)蚊
C6/36細胞をデング熱ウィルスに感染させ、次に、アガロースのオーバーレ
イを加えた。
感染の6日後、ニュートラルレッドを用いて細胞を染色した。翌日、プラークサ
イズを測定した。10個の別々のプラークから、野生型4型デング熱ウイルスお
よび置換突然変異体の平均プラークサイズを算出した。図示の突然変異ウィルス
は、4型デングボリペプチド配列の1126位置に、Gly(G)を置換したG
Iu(E)を含んでいた。この位置は、N5l−NS2A開裂配列の+1位置に
対応する。
図13は、3゛非コ一ド配列中に欠失を含む4型デング熱ウイルス突然変異のゲ
ノム構造と特性を示す。
図示の線形マツプは、4型デング熱ウイルスのヌクレオチド384個の3゛非コ
一ド配列を示す。この領域には、少なくとも3つの配列要素が示されている。
塗り潰した四角形で示したのは、nt234からnt211、および、nt14
3からnt120の保存配列2 (CS−2)である。白抜きの四角形で示した
のは、nt105からnt82の保存配列1 (C3−1)であり、最後の84
個のヌクレオチド内にはステム・アンド・ループ構造がある。各々特定の位置に
長さ30〜202個のヌクレオチドの欠失突然変異を含む、7個のcDNAクロ
ーンが構築され、これから誘導されたRNA転写物を用いて、受容(permi
ssive)L L C−MKz細胞のトランスフェクションを行なった。C3
−1配列を全く欠いた突然変異D4(Δ3’ 、172〜83)cDNAは致死
突然変異のようである。
というのは、活性ウィルスが試行を繰返しても検出されなかったからである。活
性欠失突然変異体は、残り6個のRNA転写物から回収された。感染の6日後、
野生型ウィルスとこれから誘導された欠失突然変異体の増殖特性を、染色したL
L C−MKt細胞単層上のプラーク検定により比較した。同一条件のもとで
、野生型ウィルスは約0.3cmの大きさのプラークを示した。逆番号付与シス
テム(reverse numbering system)を用いて、4型デ
ング熱ウイルスのヌクレオチド位置を割り当てた。10646の最後のヌクレオ
チドには、この番号付与システムを用いてntlが割り当てられた。
図14は、野生型デング熱ウィルス、および、これから誘導された、3゛非コー
ド領域に欠失を含む突然変異体のプラーク形態観察を示す。
プラーク検定は、蚊C6/36細胞に対して実施された。75cm’ビンに入れ
たコンフルエントな蚊C6/36細胞を、野生型4型デング熱ウイルスまたは活
性欠失突然変異体ウィルスに、適当な多重度で感染させた。実施例に述べるよう
に、感染の6日後に、被感染細胞をニュートラルレッドで染色した。翌日、プラ
ークサイズを測定した。各突然変異体について、10個の別々のプラークの平均
プラークサイズを算出した。パネルAは、非感染細胞単層(ダミーL4型デング
熱ウィルス欠失突然変異体(Δ3’、172〜113)、(Δ3’ 、172〜
143)、親・野生型ウィルスを示す。
図15は、野生型ウィルスと、欠失突然変異体(Δ3’ 、243〜183)、
(Δ3°、303〜183)、(Δ3°、384〜183)を示す。逆番号付与
システムを用いて4型デング配列の欠失位置を割り当てた。
図16は、N5I−NS2A接合部の表を示す。
図17は、キメラTBEV/DEN4構築物における遺伝子間接合部を示す。
制限酵素で開裂したTBEVcDNA断片を、下線を付した配列により示される
適当な部位において、DEN4 cDNAに挿入した。TBEVのアミノ酸およ
びコード化ヌクレオチド配列は太字で示されている。ヌクレオチド番号付与シス
テムは、Pletnev他によりVirologV第174巻250〜263頁
(1990)に開示されたものである。
図18は、親DEN4およびキメラTBE (ME)/DEN4ウィルスにより
産生されたウィルスタンパク質のポリアクリルアミドゲル分離の写真である。V
TBE (ME)/DEN4またはDEN4ウィルスに感染したサル細胞、また
は、非感染のサル細胞の溶解物を358メチオニンで標識し、TBEVのHMA
F (1)、またはDEN4のI(MAF (2) 、またはDEN4ONS3
(3) 、NS5 (4)、p reM (5) 、E (6)に特異的なウ
サギ血清を用いた免疫沈殿を行ない、5DS−1296ポリアクリルアミドゲル
上で分析した。タンパク質マーカーの分子量はキロダルトンで示す。DEN4タ
ンパク質の位置は右端に沿って示されている。
図19は、LLC−MK2およびC6/36細胞上のvTBE (ME)/DE
N4およびDEN4についての増殖曲線を示す。細胞は、細胞当り0.01pf
uのMolで、図示の時点(感染後日数)において細胞を収穫し、プラーク検定
によりウィルス力価を判定した。
図20は、被感染組織培養細胞から分離したRNAの試料をプロットしたニトロ
セルロースフィルターの写真のコピーである。フィルターは、32Pで標識した
pTBE (ME)/DEN4ニックトランスレーションDNAをプローブとし
て検査された。
図21は、感染後のさまざまな時点における、vTBE (ME)/DEN4お
よびDEN4に感染したLLC−ME4たはC6/36細胞からの細胞溶解物タ
ンパク質のポリアクリルアミドゲル分離の写真である。
図22は、マウスにおけるvTBE (ME)/DEN4の防御効力および神経
毒性を判定するための研究の結果を示す。
図23は、神経毒性に対する突然変異の効果を評価するために、THE(ME)
/DEN4構築物に組み込んだいくつかの突然変異例のリストである。
図24は、図23に示した突然変異を含む構築物から回収したTBE (ME)
/DEN4キメラを用いた神経毒性研究の結果をまとめたものである。
魚叫の詳槌ダ説叫
キメラフラビウイルスの生成
デング熱ウィルスは、はぼ11キロベースの正鎖RNAゲノムを含み、このゲノ
ムは、3つの構造タンパク質(カプシド(C)、プレメンブレン(preM)、
エンベロープ(E))を1つの読取りフレームでコードしており、7個の非構造
タンパク質(NSI、N52A、N52B、NS3、N54A、N54B、N5
5)がそれに続いている。
本発明は、1つの[型(type) Jのデング熱ウィルスまたはワラビウイル
スからの非構造タンパク質と、異なる「型」のデング熱ウィルスまたは別のフラ
ビウイルスからの構造タンパク質とを含むキメラデング熱ウィルスに関する。
一実施例において、本発明は、
1)1型、2型、3型、4型デング熱ウイルス、黄熱病ウィルス、日本脳炎ウィ
ルス、ダニ媒介脳炎ウィルス、またはワラビウイルスの非構造領域と、2)1型
デング熱ウイルス、2型デング熱ウイルス、3型デング熱ウイルス、4型デング
熱ウイルス、黄熱病ウィルス、日本脳炎ウィルス、ダニ媒介脳炎ウィルス、また
はフラビウイルスから選択された構造領域とを含み、上記構造領域は上記非構造
領域とは異なる「型」のデング熱ウィルスまたはフラビウイルス由来のものであ
ることを特徴とするキメラウィルスに関する。
別の実施例において、本発明は、
1)4型デング熱ウイルス(DEN4)の非構造領域と、2)1型デング熱ウイ
ルス、2型デング熱ウイルス、3型デング熱ウイルス、黄熱病ウィルス、日本脳
炎ウィルス、ダニ媒介脳炎ウィルス、およびフラビウイルスから選択された構造
領域とを含むキメラウィルスに関する。1つの好ましい実施例において、このウ
ィルスは、4型デング熱ウイルス構造領域を実質的にもっていない。好ましい実
施例において、このウィルスはり2A(DIWP)またはp2A (D2NGC
)RNAからなる。
さらなる実施例において、本発明は、
1)1型デング熱ウイルスの非構造領域と、2)2型デング熱ウイルス、3型デ
ング熱ウイルス、4型デング熱ウイルス、黄熱病ウィルス、日本脳炎ウィルス、
ダニ媒介脳炎ウィルス、およびフラビウイルスから選択された構造領域とを含む
キメラウィルスに関する。
さらなる実施例において、本発明は、
1)2型デング熱ウイルスの非構造領域と、2)1型デング熱ウイルス、3型デ
ング熱ウイルス、4型デング熱ウイルス、黄熱病ウィルス、日本脳炎ウィルス、
ダニ媒介脳炎ウィルス、およびフラビウイルスから選択された構造領域とを含む
キメラウィルスに関する。
別の実施例において、本発明は、
1)3型デング熱ウイルスの非構造領域と、2)1型デング熱ウイルス、2型デ
ング熱ウイルス、4型デング熱ウイルス、黄熱病ウィルス、日本脳炎ウィルス、
ダニ媒介脳炎ウィルス、およびフラビウイルスから選択された構造領域とを含む
キメラウィルスに関する。
別の実施例において、本発明は、
1)黄熱病ウィルス、日本脳炎ウィルス、ダニ媒介脳炎ウィルス、およびフラビ
ウイルスから選択された非構造領域と、2)1型デング熱ウイルス、2型デング
熱ウイルス、4型デング熱ウイルス、黄熱病ウィルス、日本脳炎ウィルス、ダニ
媒介脳炎ウィルス、およびフラビウィルスから選択された構造領域とを含み、上
記構造領域は上記非構造領域とは異なるウィルス由来のものであることを特徴と
する、キメラウィルスに関する。
さらなる実施例において、本発明は、上記キメラウィルスの少なくとも1つと、
薬学的ならびに免疫学的に受容可能な担体からなるワクチンに関する。
ワクチンに含まれるウィルスの量は、投与の経路に応じて選択される。皮下経路
が好ましいが、上述のワクチンは、陵内経路によっても投与できる。当業者であ
れば、いかなる治療法についても、投与すべき量を容易に決定できることが理解
されよう。
さらに別の実施例において、本発明は、1)4型デング熱ウイルスの非構造領域
と、1型デング熱ウイルスの構造領域からなるキメラウィルスと、
2)4型デング熱ウイルスの非構造領域と、2型デング熱ウイルスの構造領域か
らなるキメラウィルスと、
3)4型デング熱ウイルスの非構造領域と、3型デング熱ウイルスの構造領域か
らなるキメラウィルスと、
4)弱毒型4型デング熱ウイルスからなるワクチンに関する。
1つの好ましい実施例において、弱毒化ウィルスは、非構造タンパク質領域(た
とえば、改変されたN5I−NS2開裂部位配列)内に、突然変異(点突然変異
、欠失、挿入、これらの組合せ)を含む。別の好ましい実施例において、弱毒化
ウィルスは、3゛非コード領域内に、突然変異(点突然変異、欠失、挿入、これ
らの組合せ)を含む。さらに好ましい実施例において、弱毒化ウィルスは、5゛
非コード領域に、突然変異(点突然変異、欠失、挿入、これらの組合せ)を含む
。別の好ましい実施例において、弱毒化ウィルスは、天然由来のものまたは研究
室で加工したものである。
別の実施例において、本発明は、上述のウィルスの少な(とも1つをコード化す
るDNAセグメントに関する。1つの好ましい実施例において、DNAセグメン
トは、構造および非構造領域に作動可能に連結するプロモーター(好ましくは、
真核、原核、ウィルス性プロモーター、より好ましくはSF3またはT7プロモ
ーター)を含む。別の好ましい実施例において、DNAセグメントはp2A(D
IWP)またはp2A (D2NGC)を含む。
すなわち、当業者であれば、後述の実施例において提供される方法を用いて、フ
ラビウイルス科の1つのウィルスの構造領域を、フラビウイルス科の別のウィル
スからの非構造領域に組合せて得られる型間組換え体を含むキメラデング熱ウィ
ルスワクチンを生成できることはいうまでもない。好ましい実施例において、4
型デング熱ウイルス(DEN4)の非構造タンパク質を1型デング熱ウイルスの
構造タンパク質に組み込んだキメラデング熱ウィルスが作製される。これらの方
法の詳細は、Bray他(Proc、Nat 1.Acad、Sci、第88巻
1042〜1046頁、1991年)を参照されたい。
後述の実施例17は、実施例1に説明するキメラデング熱ウィルス製造のための
方法につづいて4型デング熱ウイルスの非構造領域をダニ媒介脳炎ウィルスの構
造領域に組み合わせたキメラウィルス(TBEV (CME)/DEN4)の作
製を開示している。これらの方法により作製されたウィルスは培養中で複製され
、組織培養細胞または実験動物の感染に用いられた。
神経毒性に影響するデングゲノムにおける突然変異我々は、細胞培養における増
殖特性およびプラーク形態の変化を示す、3゛非コード領域における欠失を含む
一連の活性デング熱ウィルス突然変異体を加工した。同様に、我々は、ウィルス
ポリタンパク質の非構造タンパク質領域の新規な開裂部位配列内にアミノ酸置換
を含む、別の一連の、増殖制限されたデング熱ウィルス突然変異体を加工した。
複製能力が低下したデング熱ウィルス突然変異体は、生菌ウィルスワクチンに用
いるだめの適格性を判定するために、実験動物における毒性の低下について評価
を受ける。
本発明において、3°非コード領域内に欠失を含む増殖制限された4型デング熱
ウイルス突然変異体の構築は、完全長4型デング熱ウイルスcDNAクローンを
用いて重要な領域内に欠失を加工することにより実行される。欠失突然変異は、
アミノ酸置換突然変異に比べて、表現型の逆転が少ないという利点をもっている
。
他の蚊媒介ワラビウイルスと同様に、4型デング熱ウイルスは、指定された保存
配列1 (CS−1)および保存配列2 (CS−2)の保存領域と、潜在的末
端ステム・アンド・ループ構造とを含む3゛非コ一ド配列を有している。ヌクレ
オチド3〜202個の範囲の欠失は、4型デングcDNAのヌクレオチド384
個の3′非コ一ド配列内のさまざまな位置に導入することができる。C3−1領
域のcDNAクローン欠損配列から作製され、しかしステム・アンド・ループ構
造をとどめているRNA転写物は、子孫ウィルスを生じることがなく、欠失が致
死的であることを示している。一方、たいていの他の3゛非コード領域欠失構築
物からは、感染性ウィルスを回収することができる。
これらの突然変異体および野生型ウィルスのプラーク検定は、蚊細胞(C6/3
6)に対して実施することができる。分析の結果、はとんどの欠失突然変異体が
、欠失の位置と程度に応じて、1.0から0.3cmにわたる、縮減サイズのプ
ラークを形成することが示されている。プラーク形態のこのような変化は、これ
らの欠失突然変異体が増殖制限表現型をあられすことを示すものである。3′非
コード領域内に欠失を含むデング熱ウィルス突然変異体のこのパネルは、実験動
物においてそれらの感染性および免疫原性について評価することができる。実験
霊長類に対して低下した毒性を示す突然変異体は、ワクチンウィルス候補として
選択され、ヒトにおける評価を受ける。
さらに、本発明は、3°非コード領域に欠失を含むDNA断片およびベクターを
含む組換えDNA構築物に関する。さらに、本発明は、DNA構築物を用いてト
ランスフェクションした宿主細胞に関する。さらに、本発明は、ウィルスゲノム
の3′非コード領域に欠失突然変異を導入し、欠失突然変異を宿す感染ウィルス
を回収する工程を含む、4型デング熱ウイルスの突然変異を生成する方法に関す
る。
別の実施例において、本発明は、非構造タンパク質N5I−NS2Aの開裂部位
のNSIのC末端における8個のアミノ酸のうちの1つ又はそれ以上をコード化
する配列内に置換を含む、4型デング熱ウイルスRNAをコード化するDNA断
片に関する。置換の概略は図16に示されている。さらに、本発明は、非構造タ
ンパク質N5I−NS2Aの開裂部位のっぎの+1位置の部位である、グリシン
をコード化する位置に置換を含む、4型デング熱ウイルスRNAをコード化する
DNA断片に関する。本発明は、さらに、ここに述べたDNA断片の感染性RN
A転写物に関する。
非構造タンパク質内に突然変異を含む増殖制限された4型デング熱ウイルス突然
変異の構築は、完全長4型デング熱ウイルスcDNAクローンを用いてこのよう
な戦略的突然変異を加工することにより実行できる。デング熱つィルス非構造タ
ンパク質の機能的活性に影響する突然変異により、増殖制限を誘起することがで
きる。たとえば、開裂配列またはウィルスプロテアーゼ部分を改変することによ
り、ウィルスポリタンパク質の開裂を最適以下に抑え、ウィルス増殖を制限する
。
我々は、非効率的な開裂により増殖制限されるデング熱ウィルス突然変異を構築
するためのターゲットとして、ポリタンパク質N5I−NS2A開裂部位を選択
した。我々は、4型デング熱ウィルスN5I−NS2A開裂には、NSIのC末
端における8個のアミノ酸ドメインが必要であることを証明した。我々は、さら
に、これらの位置の各々における置換および開裂部位のっぎの+1位置のGIy
の置換の効果を証明した。
このドメインにおけるアミノ酸置換の突然変異のパネルは、開裂に対する効果に
ついて評価された(図16参照)。開裂に対して広範囲の効果を生じた突然変異
を識別し、多数のこのような突然変異を選抜して、完全長4型デング熱ウイルス
cDNAクローンに組み込んだ。突然変異体cDNA由来のRNA転写物を用い
て細胞のトランスフェクションを行ない、これにより、N5I−NS2A開裂領
域内に指定された突然変異をもつ活性デング熱ウィルス突然変異体が生成された
。これらの突然変異体は、まず、蚊C6/36細胞でのプラーク検定により特徴
づけられた。突然変異体のいくつかは、サイズの縮小したプラークを生じ、これ
らの突然変異体ウィルスが細胞培養において増殖制限を呈したことを示す。
さらに、本発明は、非構造タンパク質N5I−NS2Aの開裂部位のNSIのC
末端における8個のアミノ酸の1つ又はそれ以上をコード化する配列内に置換突
然変異を含むDNA断片と、ベクターを含む組換えDNA構築物に関する。本発
明は、さらに、DNA構築物でトランスフェクションした宿主細胞に関する。
さらに、本発明は、非構造タンパク質N5I−NS2Aの開裂部位のつぎの千1
位置である、グリシンをコード化する位置に置換を含むDNA断片と、ベク別の
実施例において、本発明は、上述したように、毒性の低下した突然変異体4型デ
ング熱ウイルスを、疾病に対して免疫を誘発するのに十分な量含んでなる4型デ
ング熱ウイルスに対するヒト用ワクチンに関する。
本発明の突然変異体は、(1)ウィルス血症の期間として測定される毒性と、(
2)ウィルス感染後の抗体反応の種類と規模により示される免疫原性について、
霊長類において評価される。サルにおいて毒性が低下しなお十分な免疫原性を維
持するデング熱ウィルス突然変異体は、ヒトに対する臨床試験において評価され
る。
さらなる実施例において、本発明は、4型デング3゛非コード領域および/また
は非構造タンパク質遺伝子内に、十分な弱毒化をもたらす突然変異を含む4型デ
ング熱ウイルスを構築すること、ならびに、4型デング熱ウイルス突然変異体の
各々を用いて他のデング熱ウィルス血清型の抗原特異性をもつ型間キメラウィル
スを構築しこれにより1型、2型、または3型デング熱ウイルスにより発生する
疾病の防御のために用いることのできる弱毒化ウィルスを創作することに関する
。さらに、キメラウィルスは、日本脳炎ウィルスおよびダニ媒介脳炎ウィルスな
どのその他のワラビウイルスに対する抗原特異性をもつものとしても構築するこ
とができる。
デング熱に対する免疫のための現在の戦略としては、4つのデング熱血清型すべ
てを含むワクチン製剤の使用が好ましい。このことは、異なるデング熱血清型に
連続して感染することから生じる重いデンジ出血性ショック症候群の危険から、
風土病地域の人々を守ることになろう。現在、弱毒化デング熱ワクチン候補は、
人工的な宿主の細胞内の連続継代培養を含む標準的技術により作製されている。
これらの宿主域突然変異体を用いて達成された成功は、ごく限られたものに過ぎ
ない。たとえば、2型デング熱ワクチンは満足できる程度に弱毒化されたけれど
も、この方法により作製された3型デング熱ワクチンはヒト被験希望者にデング
熱を引き起こした。
本発明は、活性キメラデング熱ウィルスを構築する方法を提供する。本発明は、
さらに、4型ウイルス5゛および3゛非コ一ド配列と、その7個の非構造タンパ
ク質のすべてをコードする配列とを含む、共通の4型デング熱ウイルス遺伝子的
背景を共有するキメラウィルスを用いて、4つのデング熱血清型すべてに対して
有効なワクチンを製造する方法を提供する。
この目的のため、我々は、3′非コード系に、あるいは、非構造タンパク質遺伝
子の1つに欠失を含む4型デング熱ウイルスを構築し、これらのデング熱ウィル
ス突然変異体が複製能力の大幅な抑制を示すことを証明した。したがって、満足
できる程度の弱毒化をもたらす突然変異をこれらの共通領域内において加工する
ことができ、その結果、4つのデング熱血清型特異性を別々に発現することにな
る4個のクローン化された弱毒化デング熱ウィルスのひと組が得られる。これら
のウィルスには、親4型ウィルス、l型(構造タンパク質遺伝子領域)−4型キ
メラ、同様な2型−4型キメラ、および同様な3型−4型キメラ、ならびに、日
本脳炎およびダニ媒介脳炎のキメラが含まれる。
不活化全デング熱ウィルスワクチンは、十分な免疫原性を欠くことが示されてい
た。細胞培養における連続継代培養により弱毒化された生菌ウィルスワクチンは
、不十分な弱毒化、遺伝学的不安定性、過度の弱毒化などの欠点をもっていた。
2型デング熱ワクチンは、まだ、開発の初期段階にある。残りの3つの血清型の
生菌ワクチンは得られていない。本発明は、ウィルスゲノム内に指定された突然
変異をもつデンク熱ウィルスを構築する能力における技術的進歩を提供する。
キメラダニ媒介脳炎ウイルスワクチン
カプシド、メンブレン、エンベロープの3つの構造タンパク質配列を、デング熱
つィルス非構造タンパク質をコード化する配列を含むデング熱ウィルス構築物に
組み込むことにより、ダニ媒介脳炎キメラウィルスが作製される。
デング熱/ダニ媒介脳炎ウィルス(TBEV)の組合せは、デング熱ウィルスと
TREVウィルスタンパク質および核酸配列の協力を必要とするようである。
構築物のウィルスは、それぞれ対応する天然のウィルスのようには感染性ではな
かった。DEN4およびTBEVは、同じゲノム構成をもち、遺伝子発現の同じ
戦略を共有する。しかし、2つのウィルス間の配列を比較すると、配列相同性が
比較的低いことが示される(Pletnev他、Virololl’第174巻
250〜263頁(1990)をここに参考として取り入れる)。たとえば、2
つのウィルスの間のアミノ酸同一性は、カプシドタンパク質(C)については1
5.496、メンブレンタンパク質(M)については15.9%、エンベロープ
グリコタンパク質(E)については36.5%、非構造タンパク質(NSI)に
ついては39.1%である。以下の実施例に、改良されたキメラTBEVワクチ
ンを開示する。
我々は、すでに、感染性RNAのインビトロ転写のための鋳型として用いること
のできるクローン化された完全長デング熱ウィルスcDNAについて説明した。
これは、pBR322ベクターを用いて大腸菌株内に安定な完全長デング熱cD
NAコピーをクローン化することにより達成された。デング熱ウィルスは、cD
NAのインビトロRNA転写物を用いてトランスフェクションした受容細胞から
回収された。デング熱cDNAの感染性RNA転写物を用いてトランスフェクシ
ョンした細胞により生成されたウィルスの特性は、cDNAクローンが由来した
もとのウィルスの特性と同一であった。
さらに、我々は、本発明において、1つの血清型のデング熱ウィルスの部構造タ
ンパク質遺伝子と、別の血清型のデング熱ウィルスからの構造タンパク質遺伝子
とを含むゲノムを有するキメラデング熱ウィルスの作製を開示した。キメラデン
グ熱ウィルスの1例として、1つのデング熱ウィルスからのカプシド、preM
(メンブレン)、エンベロープ遺伝子配列を用いて、組換えcDNA構築物にお
ける4型デング熱ウイルスの対応する遺伝子を置換した。この構築物でトランス
フェクションした細胞内で生成されたウィルスは、同型デング熱ウィルスに対す
るワクチンの作製において有用である。上述したように、本出願は、さらに、デ
ング熱ウィルスの非構造領域と別のフラビウィルスの構造領域に対応する遺伝子
配列を含むキメラウィルスの構築を開示している。特に、キメラダニ媒介脳炎ウ
ィルスが開示されている。「キメラフラビウイルスの生成」と題した項において
概説した本発明の方法は、TBEVからの3つの構造タンパク質を組み込んだ組
換えデング熱ウィルス構築物の製造を開示している。この構築物でトランスフェ
クションした細胞から生成されるウィルスは、生菌ウィルスワクチンのためのウ
ィルス候補である。
本出願に係る発明は、キメラフラビウイルス作製の技術に対する重要かつ予想外
の改良と、この新規なワクチン戦略の有用性についてのあらがえない証拠を提供
する。当業者であれば、1つのウィルスの構造タンパク質のすべてを第2のウィ
ルスの非構造要素に組み込んだキメラフラビウイルス組合せが容易に回収可能で
あり、培養細胞において効率的に複製することを期待できる。これは、関連性の
離れたフラビウイルス由来の構造タンパク質の機能的協力という要件の可能性が
あるためである。しかしながら、予期せぬことに、本発明は、TBEVゲノムか
らの2つの構造タンパク質(すなわちMおよびE)を、デング熱ウィルスからの
第3の構造タンパク質(すなわちC)と組み合わせたキメラTBEVウィルス(
TBEV/DEN4)を識別する。
キメラTBEV/DEN4構築物の作製DEN4とTREVとの間のアミノ酸配
列相同性は低いため、TBEV配列を用いて対応するDEN4配列を置換するこ
とにより、多様なTBEVおよびDEN4キメラcDNA構築物が作られた。こ
れらの構築物は、分子生物学分野において公知の技術を用いて作製された。cD
NA構築物のインビトロ転写およびRNA産物の受容細胞内へのトランスフェク
ションの後、さまざまな遺伝子組合せのいずれかにより活性キメラウィルスが産
生されるかどうかを決定するために、構築物を試験した。すでに、TBEV (
So f j i n株)のサブゲノムcDNA断片がクローンされ、公知の技
術を用いてヌクレオチド配列が決定された(前出のPletnev他、Viro
logy、および、Pletnev他、FEBS Lett、第200巻317
〜321頁1986を参照)。これらのプラスミドは、全TBEVゲノム配列を
一緒に含む重複遺伝子配列を提供する。
プラスミドpGEM2−CMEまたはpGEM2−ENSlを鋳型として用い、
適当なオリゴヌクレオチドプライマーを用いて(例17参照)、ポリメラーゼ連
鎖反応(PCR)により一連のTBEV cDNA断片を作製し、各断片は、制
限酵素開裂部位が脇にある1つ又はそれ以上の特異遺伝子を定めている。断片は
図17に示されており、右端のヌクレオチド位置により示される断片の配列は、
PI e tnev他による刊行物(Viro1ogy第174巻250〜26
3頁、1990)において提供されている。図17に、7個のこのようなTBE
V cDNA断片と、部位特異的突然変異誘発により完全長DEN4 cDNA
のRNA転写物内に同様に導入された適当な部位に連結するのに適した修飾末端
を示す。TBEV配列の、ヌクレオチド(nt)76〜1977を含むプラスミ
ドpGEM2−CMEおよびヌクレオチド966〜3672を含むpGEM2−
ENSlは、共有された制限酵素部位におけるTBEV断片のライゲーション(
連結)により、プラスミドp10、p4、p18、p2、pHから構築された(
前出のPletnev他、Vi rology、1990参照)。プラスミドD
EN4p5’ −2およびp5’−2(ΔPstl、Xhol)(前出のBra
y他、Proc。
Natl、Acad、Sci、1991)、および誘導体p5°−2(ΔPst
LXho1、ΔHindIII)が、対応するDEN4遺伝子のかわりに1つ又
はそれ以上のTBEV遺伝子を置換するために用いられた。分子生物学の当業者
であれば、実施例17に示したプライマー配列すなわち配列番号21〜31を用
いてキメラTBEV構築物を生成することができる。キメラ構築物の接合部にお
ける配列は、核酸配列決定により証明された。得られたキメラプラスミドのすべ
ては、DEN4の第1のヌクレオチドをあられすA残基が後に続く転写開始のG
の上流に位置するSP6プロモーターを含んでいた。プラスミドは、インビトロ
転写物の前に、DEN4配列の3°末端の直後の唯一のAsp718開裂部位で
線状化された。この構築物は、Lai他(Proc、Nat 1.Acad、S
ci、第88巻5139〜5143頁、1991)により開示された技術を用い
て、インビトロ転写により転写された。図17のキメラ構築物からの転写物は、
サルLLC−MK2細胞にRNAをトランスフェクションすることにより、感染
性について試験された。トランスフェクション処理には、Lipofect i
n”(Bethesda Re5earch Laboratories、In
c、、メリーランド州Gaithersberg)またはDOTAP (N−[
1−(2゜3−ジオレオイロキシ)プロピル−N、 N、N−トリメチルアンモ
ニウム硫酸ジメチル、Boehringer Mann慢eim、インディアナ
州インディアナポリス)
のいずれかを用い、キメラRNA転写物を受容細胞に導入した。サルLLC−M
Kx細胞の培養をこれらの処理に用いたが、TREV複製のための受容細胞型の
どれでもかわりに用いることができることは言うまでもない。トランスフェクシ
ョンされた培養は、TBEV特異的ウサギ血清または高度免疫マウス腹水を用い
た免疫蛍光検査により、時間に対するウィルスの存在について、評価された。
pTBE (ME)/DEN4 (TBEV(7)プレメンブレンおよびエンベ
ロープタンパク質からの配列をDEN4のカプシドタンパク質および非構造配列
に連結したものを含む)のRNA転写物を用いてトランスフェクションされた細
胞は、TBEV特異的ウサギ血清、TBEV特異的高度免疫マウス腹水(HMA
F)、およびDEN4特異的HMAFで、陽性に染まった。DEN4のみに感染
した対照培養は、免疫蛍光標識されたTBEV特異的血清に対しては、陰性であ
った。
このことは、キメラvTBE (ME)/DEN4がTBEVおよびDEN4双
方の特異抗原を発現したことを示す。
キメラウィルスをトランスフェクションvTBEVから分離し、THE (CM
E)/DEN4 (TBEVのカプシド、メンブレン、エンベロープ遺伝子と、
DEN4の非構造配列とを含むゲノム構築物)と、vTBE (ME)/DEN
4と呼ぶ。実施例17に開示したように、TBE (CME)/DEN4のRN
Aによるトランスフェクションの16日後、約1%の細胞が、TBEVおよびD
EN4特異抗原に対して陽性に染まった。陽性細胞の割合は時間とともに増加し
、トランスフエクション後26日目に6 x l O’p f u/mLのピー
ク力価を示し、80%の細胞がトランスフェクションされた。一方、THE (
ME)/DEN4のRNAを用いてトランスフェクションした細胞はより迅速に
ウィルスを生成し16日目に培養の100%が感染した。トランスフェクション
細胞内に存在するTHE (ME)/DEN4ウィルス(vTBE (ME)(
DEN4)で示す)の力価は、感染後26日目に4 x 10’p f u/m
Lであった。さらに、キメラ構築物に感染させた細胞から生成された子孫ウィル
スの配列決定により、図17に示すように、キメラピリオン(ウィルス粒子)か
らのゲノム断片のDEN4およびTBEV接合部が、キメラ構築物の接合部に符
合することが確認された。
TBEV/DEN4ウィルスの性質
実施例17において提供された方法を用いて、キメラウィルスの性質を調べた。
キメラT B E V/D E N 4ウイルスを用いたすべての作業は、BL
−3封じ込め設備において実施された。
キメラウィルスから製造されたタンパク質を、4型デング熱ウイルスから作製さ
れたタンパク質と比較した。完全長DEN4cDNAクローンから回収した4型
デング熱ウイルスのタンパク質は、「キメラフラビウイルス」と題する項におい
て同定され、図4に示され、Bray他(前出のProc、Nat 1.Aca
d、Sc i、USA (1991))に開示されている。デング熱つィルスタ
ンパク質のタンパク質分離のパターンを、vTBE (ME)DEN4感染細胞
から生成されたキメラウィルスタンパク質と比較した。この検定(図18および
実施例18参照)において、融合性L L C−MKz細胞を、感染多重度(M
OI )0.01で感染させた。前出のLai他、Proc、Nat 1.Ac
ad、Sci、USA (1991)により開示された技術を用いて、被感染培
養を883メチオニンとともにインキュベートした。以下のレーンを用いて感染
細胞溶解物の免疫沈降検査を実施した。1)TBEV特異的HMAF、2)DE
N4特異的HMAF、3)DEN4NS3に対して作製されたウサギ抗血清、4
)DEN4NS5に特異なウサギ抗血清、5)DEN4のpreMに特異なウサ
ギ抗血清、6)DEN4のEタンパク質に特異なウサギ抗血清。免疫沈降物は、
Laemmli(Nature第227巻680〜685頁、1970)により
開示された技術を用い、図18に示すように、変性条件のもとで、ポリアクリル
アミドゲル電気泳動により分析された。キメラおよび親DEN4ウィルスのいず
れも、DEN4 NS3およびNS5として識別されたタンパク質バンドを生じ
た(レーン3および4)。DEN4のpreMまたはEタンパク質は、キメラウ
ィルスに感染した細胞においては識別されなかったが、DEN4感染細胞におい
ては識別された(レーン5および6参照) 。DEN4特異的HMAFは、vT
BE(ME)/DEN4感染細胞溶解物からのタンパク質バンドのみを沈降させ
、これはDEN4 NSLおよびNS3非構造タンパク質と共に泳動した(レー
ン2)。TBEVのHMAFは、キメラvTBE (ME)/DEN4に感染し
た細胞の溶解物からのTBEVのEタンパク質(55kDa)について正確なサ
イズを有するタンパク質を免疫沈降した。キメラウィルス感染細胞タンパク質は
、DEN4のEよりも迅速に泳動した(レーン1および6)。以前の実験におい
て、TBEVのHMAFは、TBEV感染細胞からの天然TBEVpreMおよ
びCタンパク質を沈降しなかった。したがって、TBEVのpreMおよびCタ
ンパク質の同定は期待されなかった。LLC−MK2細胞においてvTBE (
CME)/DEN4により生成されたタンパク質バンドのプロフィールは、vT
BE (ME)/DEN4により生成されたものと同一であった。このように、
キメラウィルスはLLCMK2細胞において期待されたタンパク質を生成した。
DEN4により生じたウィルスプラークをキメラ構築物から生じたプラークと比
較することにより、ウィルスのプラーク形態観察を評価した。蚊C6/36細胞
上で、DEN4ウィルスプラークの平均サイズは12.1mmであった。一方、
vTBE (ME)/DEN4は平均6.5mmのプラークを生じた。vTBE
(ME)/DEN4は、サルLLC−MK2細胞上にDEN4により生じるもの
と比べて5倍大きいプラークを生じた。このことは、キメラウィルスが、LLC
−MK2細胞において、DEN4よりも効果的に複製したことを示唆する。これ
らの思わぬ結果は、被感染LLCMK2細胞におけるvTBE (ME)/DE
N4の増殖速度およびウィルス収量の分析により確認された(図19参照)。
キメラウィルスの力価は10’p fu/mLに達し、これは、同一条件下で親
DEN4により達成されるものにくらべて、はぼ1000倍高い。キメラvTB
E(ME)/DEN4ウィルスは、蚊C6/36細胞上でゆっくりと増殖し、親
DEN4により生成されるよりも100倍低い力価に達した。キメラvTBE
(CME)/DEN4のプラークサイズは、LLCMKt細胞上のDEN4のも
のと比べて、検知できるほどには異なっていなかった。これらの研究において、
ウィルスは、Bancroft他(Pan Am、Health Organ、
Sci、Publ、第375巻175〜178頁、1979)に開示された技術
を用いたプラーク検定により、測定された。プラークサイズの相違は、TBEV
のCタンパク質とDEN4ウィルスRNAとの非互換性を反映するものであり、
これは、ウィルスRNAパッケージングおよびウィルス成熟の際のタンパク質の
効率的な相互作用を妨げる。また、プラークサイズの相違は、DEN4の5′非
コード領域におけるAUGコドンの上流の6個のヌクレオチドの置換の結果であ
る可能性もある。この配列変更は、ウィルスタンパク質翻訳の効率に影響し得る
。
キメラ構築物からのウィルスRNA生成の分析(図20)は、図21のタンパク
質データとあわせて、被感染C6/36細胞におけるvTBE (ME)/DE
N4の小型プラーク表現型と増殖速度低下の説明を与える。L L C−MLま
たはC6/36細胞の培養(約10’個の細胞)は、ウィルス吸着の後のさまざ
まな時間に収集され、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を含む緩衝液中に溶解
された。
Maniatis他(Molecular Cloning、A Labora
tory Manual、1982 Co1d Spring HarborL
aboratory、ニューヨーク)により提供された技術を用いて、フェノー
ル抽出により、全RNAが細胞溶解物と培地から分離された。RNA試料をホル
ムアルデヒド中で変性し、ニトロセルロースフィルター(BA85,5chle
i che rおよび5chue I I)に塗布した。フィルターは、ニッ
クトランスレーションされた!2p標識pTBE (ME)/DEN4のDNA
プローブを用いて、ハイブリダイズされた。pTBE (ME)/DEN4から
インビトロで作製されたRNA転写物を陽性対照(コントロール)として用いた
。
DEN4に感染したL L C−ME2またはC6/36細胞からのウィルスタ
ンパク質は、vTBE (ME)/DEN4に感染したLLCMKzまたはC6
/36細胞からのウィルスタンパク質と比較された。DEN4に感染したLLC
−ME2またはC6/36細胞において、E、NSI、NS3を含むDEN4ウ
ィルスタンパク質は感染後48時間で高レベルに蓄積した(図21)。しかしな
がら、ウィルスタンパク質合成の動態は、vTBE (ME)/DEN4感染L
LC−MK、とC6/36細胞では異なっていた。ウィルスタンパク質は、LL
CMKt細胞においては感染後8時間と早(検出された。一方、C6/36細胞
においては感染後48時間まではウィルスタンパク質は検出されなかった。C6
/36細胞への接種の後、vTBE (ME)/DEN4ピリオンの約70%が
培地中に残っていた。一方、LLCMK2細胞培養の培地においては接種された
ウィルスの小さなフラクションのみが見られた。この発見は、キメラvTBE
(ME)/DEN4のLLCMK2細胞への導入は、C6/36細胞への導入よ
りも、効率的であることを示唆している。そしてその結果としてあり得ることは
、このウィルスがDEN4ウィルスと比較してこれらの細胞においてよりゆっく
りと、かつ、より低い力価に増殖するということである。LLC−MK2細胞へ
の導入の後、キメラウィルスRNAの複製は、DEN4ウィルスRNAのそれと
くらべて迅速であった。一方、キメラウィルスのRNA合成は、被感染C6/3
6細胞におけるDEN4のそれよりもゆっくりであった。このように、v T
B E (ME) / D EN4は、蚊細胞内への導入の効率が低く、これは
、ウィルスRNAおよびタンパク質の生成低減に関連していた。これらの観察結
果は、TBEVウィルスRNAのC6/36細胞内へのトランスフェクションの
効率が低いことと符合している(Mandl他、J、Virol、第65巻、4
070〜4077頁、1991年)。
当業者には、1つのウィルスからの核酸配列を別のウィルスの核酸配列に組合せ
るために用いることのできるさまざまな方法があることが理解されよう。このよ
うなライゲーション技法とクローニング戦略は公知である。したがって、他の技
術を用い得ること、および、これらの技術の採用はクレームされた発明から逸脱
しないことは言うまでもない。
キメラワクチンの効力と神経毒性の判定vTBE (ME)/DEN4は、さま
ざまな投与経路を介して試験動物にウィルス試料を導入することにより、ワクチ
ンとしての防御効力について評価された。
親デング熱ウィルスと比較したvTBE (ME)/DEN4の神経毒性は、マ
ウスへの脳内接種(IC)により分析された。他の投与経路としては、皮肉(I
D)または腹腔内(IP)注射が含まれる。1つの実験において、生後3日のB
ALB/cvウス乳児に、ウィルス10”p f uをMEMo、02mL10
.25%ヒト血清アルブミンに加えた服用量を、IC注射した。別の組の実験に
おいて、生後6週のBALB/C雌マウスにIC,ID、IP接種を行なった。
21日間にわたり、脳炎の症候や死亡について、マウスを観察した。生存した成
体マウスは感染後20日後に採血し、TBEVに対する抗体反応を評価した。ワ
クチンの防御効力を判定するため、感染後21日目間、BL−4封じ込め設備に
おいて、生存したマウスに、10”LDso TBEV (So f j i
n株)をIP投与した。
vTBE (ME)DEN4は、乳児または成体マウスの脳(IC)内に直接接
種した場合、親TBEVの神経毒性を維持していた(図22および実施例21)
。
陽性対照として、TBEVの典型的な株(Sofjin株)との比較を行なった
。
TBEVは神経毒性が高く、0.1pfuで、IC接種した乳児マウスの50%
に新生児脳炎を起こした。同様に、TBEVは、IP接種した成体マウスに対し
ても神経毒性が高かった。この場合には、ID5oは14.2pfuであった。
一方、vTBE (ME)DEN4は、IDまたはIPのいずれかの周辺(末梢
)経路により接種した場合には脳炎を起こさず(図22参照)、これらが潜在的
に安全なワクチン接種経路であることが示された。
vTBE (ME)/DEN4の免疫原性は、生存したマウスの血清抗体を用い
た383標識抗原を使用して、ウィルスに対する抗体の免疫沈降検査を行うこと
により分析された。免疫沈殿物をポリアクリルアミドゲル電気泳動により分析し
たところ、DEN4 NSI (キメラウィルスによりコード化されるタンパク
質)に特異な抗体は容易に検出されること、しかし、TBEV Eに対する抗体
は力価が低いか、検出不可能であることが明らかになった。マウスはTBEVに
対する天然の宿主ではないため、マウスの周辺接種では、低レベルのウィルス複
製しか行なわれないということが推定される。
vTBE (ME)/DEN4のIPまたはID接種を生き延びたマウスは、つ
ぎに、致死量の投与に対する抵抗の徴候について研究された。vTBE(ME)
/DEN4またはDEN4ウィルス接種の21日後、神経毒性の高いTBEVの
5ofjin株10”LD=oを投与した。キメラvTBE (ME)/DEN
4のIPまたはID接種で生き延びたマウスは、この投与に対して防御ができて
いた。
一方、先にDEN4で免疫化されたマウスの3つのグループのすべては、11日
〜20日の間に死亡した(図22参照)。これらの結果は、ワクチンとしてのこ
のウィルスは、TBEV感染に対して防御的であり特異的であることを示した。
非免疫化対照マウスは、TBEV感染の後、10日〜16日の間に脳炎で死亡し
た。TBE (ME)/DEN4ウィルスは、脳内接種の後、乳児および成体マ
ウスの両方に、均等に脳炎を起こした。一方、DEN4を接種したマウスでは、
デング熱ウィルス関連の疾病の発生頻度は低かった。このように、キメラウィル
スは、preMおよびE遺伝子が由来した、もとのTBEVのマウス神経毒性を
維持している。このことは、すべてでないとしても、TBEVマウス神経毒性マ
ツプの遺伝的決定基のほとんどが、これら2つの構造タンパク質遺伝子内にある
ことを示している。しかしながら、親TBEVとは異なり、vTBE (ME)
DEN4は、成体マウスに周辺接種した場合には病原性ではなく、周辺接種によ
り神経侵入性の損失が起きたことが示される。これらの発見は、TBEVがCN
Sに侵入し脳炎を生じるためには、preMおよびE遺伝子以外のTBEVゲノ
ムの領域が必要であることを示唆するものである。vTBE (ME)/DEN
4で周辺接種したマウスは、次回の致死量TREVの腹腔内投与に対して防御さ
れた。
一方、DEN4で同様に接種したマウスではそうではなかった。これらの発見は
、vTBE (ME)DEN4のpreM(Mの前駆体)、Mlおよび/または
Eタンパク質が、マウスにおけるTBEV脳炎に対する防御免疫の主要な抗原決
定基を含んでいることを示すものである。
キメラvTBE (ME)/DEN4の神経毒性の改変上記の「神経毒性に影響
するデングゲノムにおける突然変異」と題する項において説明したように、組換
えデング熱ウィルス構築物を、部位特異的突然変異誘発またはPCRなどによる
突然変異誘発により改変し、神経毒性特性が低減したことによりワクチン接種に
適した改変ウィルスを生成する。ここに開示するように、同様な技術を用いて、
vTBEV/DEN4ゲノムを改変して神経毒性を低減させることができ、これ
により、TBEVに対する弱毒化ウィルスワクチンの安全性が改善される。
TBEVの防御抗原を維持し、かつ、TBEVの周辺侵入性を欠く、活性TBE
V/DEN4キメラを構築することができれば、この重要な病原体の免疫予防の
ための新規な戦略、すなわち、弱毒化TBEVワクチンの開発の基盤が得られる
。しかしながら、このゴールに到達するには、まず、キメラのさらなる改変を達
成しなければならない。すなわち、ウィルスの脳内への直接接種により測定され
る、CNSに対する神経毒性の除去である。TBEV/DEN4キメラは、親T
BEVの神経毒性を維持しているため、キメラゲノムのDEN4またはTBEV
部分において戦略的突然変異を加工し、マウス神経毒性に対するそれらの効果を
評価することにより、この特性を無効にする必要があった。これらの突然変異体
は、ウィルスゲノム内の位置のいくつにでも導入される突然変異を潜在的に含ん
でいる。初期の研究は、以下の突然変異をもつキメラウィルスを評価した。すな
わち、(1) 5’非コード領域における欠失、(2)preM−M開裂部位ま
たはpreMあるいはEあるいはNSIタンパク質のグリコジル化部位を除去す
る突然変異、(3)E遺伝子における点突然変異である。これまでに試験された
突然変異は図23に含まれている。
THE (ME)DEN4構築物を系統的に改変し、神経毒性に対する遺伝子的
変更の効果について試験を行なうという研究の一部として、タンパク質配列に1
つ又はそれ以上の変化を含む、6個の異なる構築物を作製した。実施例22参照
。
当業者であれば、本発明において提供される技術を用いて、TBE (ME)/
DEN4構築物に対して任意の数の置換、挿入、欠失を作製し、神経毒性におけ
る変化を試験することができる。同様に、当業者であれば、遺伝子組成における
好ましくは少なくとも1つの変更を有するキメラ構築物を、天然の配列を組合せ
たキメラ構築物と比べて試験するために、図23に示す突然変異をこれらのまた
はその他の突然変異と組合せることが容易に行なえる。
突然変異体キメラウィルスの作製を導(突然変異構築物の能力を評価する研究に
おいて、トランスフェクションされたLLCMKx細胞から6個の突然変異体キ
メラを回収し、プラーク形態観察における変化についてウィルスを分析した。
突然変異体THE (ME)/DEN4ウィルスの子孫をLLC−MK!細胞内
の継代培養により増幅し、LLCMK2細胞上または蚊C6/36細胞上でのプ
ラーク検定により分析した。キメラウィルスTBE (CME)/DEN4は、
TBEVの3つの構造タンパク質遺伝子すべてを含んでいたが、同様に分析され
た。また、野生型DEN4も、対照として用いられた。図24に示すように、各
細胞株上のたいていの突然変異体のプラークサイズは、親THE (ME)/D
EN4のウィルスプラークに比して縮減しており、これらの突然変異体はウィル
ス複製について制限されていることが示唆される。EまたはNSIに欠陥グルコ
シル化部位を含んでいた突然変異体は、試験された数組の突然変異体の中で最小
サイズのプラークを生じた。
突然変異体キメラ構築物は、マウスにおける神経毒性についてさらに試験された
。実施例21に記載されるように、および、実施例23に記載されるように、マ
ウスにウィルスを接種した。脳炎の徴候および死亡について、被感染マウスを3
1日間観察した。”NSI (1)−Glc−および”PreM/M−突然変異
を含む構築物のLD”は、100pfuより大きく、これらの突然変異体がマウ
ス神経毒性において100倍以上減少したことが示された。この発見は、NSI
(1)−G I c−1P r e M/M−1あるいは両方の突然変異を、
マウス神経毒性の弱毒化を提供するために用いることができることを示す。この
発見は、同様の突然変異を、日本脳炎ウィルスを含む他の脳炎フラビウイルスの
弱毒化を提供するためにも採用できることを示唆するものである。
さらに、LDsoの値の増加により証明されるとおりマウスにおける神経毒性低
下を示すこれらのキメラ構築物は、つぎに、霊長類において試験されることはい
うまでもない。実施例24は、霊長類におけるワクチン効力に対する試験法を提
供する。霊長類研究における成功に続き、本発明のワクチンは、ヒトに対する臨
床試験において試験される。当業者であれば、霊長類での研究をヒトにおける研
究に適したものに改変することができる。
したがって、本出願の発明は、多数のワクチンを提供するとともに、デング熱ウ
ィルスやその他のワラビウィルスの血清型に対する防御免疫反応を発生させるた
めにキメラデング熱ウィルスワクチンを作製することを当業者に教示する。この
ようなワクチン試料は、好ましくは、キメラウィルスの集団を含み、各ウィルス
は少なくとも1つのデング熱ウィルスに対して構造タンパク質を発現する。ウィ
ルス学および分子生物学の当業者であれば、ここに開示された技術を用いて、1
つのワラビウイルスの構造領域と第2のウィルスの非構造領域とを組合せたキメ
ラウィルスを作製することができる。好ましくは、この第2のウィルスはデング
熱ウィルスである、さらに好ましくは、この第2のウィルスは4型デング熱ウイ
ルスである。さらに、本発明は、部位特異的突然変異誘発などを用いてデング熱
ウィルス構築物を改変することにより改良されたデング熱ウィルスワクチンを作
製することを当業者に教示する。これらの改変は、キメラウィルス構築物に同様
に組み込まれることは言うまでもない。本発明は、さらに、デング熱ウィルスの
非構造領域および少なくとも1つの構造領域を、別のワラビウィルスからの構造
遺伝子領域と組合せて含むキメラウィルスの作製ならびに試験を教示する。特に
、4型デング熱ウイルスからの1つの構造領域ならびに非構造領域と、TBEV
からの2つの構造タンパク質をコードする配列とを含むキメラウィルスを含む、
TBEVのためのワクチンが開示されている。
TBEV (ME)/DEN4についてこれまでに観察された、励みになる成果
は、これらの技術が、TBEVよりもデング熱ウィルスにより密接に関連したウ
ィルスに対するワクチンを作製する際にも有用であることを示唆している。この
ような例の1つは、極東において依然として大きな公衆衛生問題である日本脳炎
ウィルスである。すなわち、さらなる実施例において、本発明の技術は、DEN
4cDNA非構造領域を、目構造領域ィルスからの少な(とも1つの構造遺伝子
とDEN4の残りの構造遺伝子領域に組合せるために用いられる。
さらに、本発明の技術を用いて、異なるフラビウイルス間の非構造領域および構
造領域の他の組合せを同様にして作製し試験することができることは言うまでも
ない。たとえば、日本脳炎ウィルスの組換え構築物を、ウィルス非構造領域はそ
のままにして、1つ又はそれ以上の構造領域をダニ媒介脳炎ウィルスからの対応
する遺伝子配列で置換するように改変することができる。同様に、ダニ媒介脳炎
ウィルスをコード化する組換えcDNAを生成し、構造領域を、デング熱つィル
ス構造タンパク質をコード化する少なくとも1つの遺伝子で置換することができ
る。
ここにおよび下記の実施例において引用されるすべての刊行物は参照として取り
入れられる。以下、本発明の特別な実施例を詳細に検討し、本発明の範囲内での
可能な変型について言及する。本発明を成功裡に実施することのできる、さまざ
まな代替技術や手順が当業者には知られている。
実施例およびそれに関連する一般情報
ウイルス : 4型デング熱ウイルス株814669を用いて、完全長感染性R
NA転写物の転写源として用いられる完全長cDNAを構築した(E、Mack
ow他(1987)Viro1ogy第159巻217〜228頁、B、 Zh
aO他(1986)Vi ro1ogy第155巻77〜88頁)。アヵゲザル
胎児肺細胞継代培養レベル9の1型デング熱つィルス西太平洋株(DIWP)の
標本は、K、Eckels博士の好意により提供された(WRAIR,ワシント
ンDC)(K、T、McKee他(1987)Am、J、Trop、Med、H
yg。
第36巻435〜442頁)。マウス脳継代培養レベル38の、マウス神経毒性
2型デング熱ウイルスニユーギニアC株(D2NGC)のマウス脳標本は、D。
Dubo i s博士の好意により提供された(WRAIR,ワシントンDC)
(A。
B、5abin (1952)Amer、J、Trop、Med、Hyg、第1
巻30〜50頁)。1型および2型デング熱ウイルスは、C6/36蚊細胞内で
1回、継代培養することにより増幅された。つぎに、これらの3つのウィルスは
、LLCMK!サル腎臓細胞内で1回、継代培養された。得られたウィルス懸濁
液はプラーク形態観察およびマウス神経毒性の研究に用いられた。
クローニングベク − : 4型デングゲノムの5′側半分を含むプラスミドp
5′−2を、3つの構造タンパク質遺伝子の置換を容易にするために改変した(
C,J、 La i他(1991) Proc、 Nat 1. Acad、
Sci、 USA第88巻5139〜5143頁)。まず、唯一のXho1部位
が、部位特異的突然変異誘発により、Eの3′末端の近くの、4型デング配列の
ヌクレオチド2342 (A−G)に導入され、p5’ −2(Xho I)を
作製した。このヌクレオチド変更はアミノ酸配列を変更するものではなかった。
このベクターはつぎに、デング配列内の唯一のBstB1部位において、および
、p5’ −2内のデンゾ配列の直後の唯一のAsp718部位において、消化
された。断片はデンゾ4ゲノムの3゛側半に連結され、完全長1)2A(Xho
I)を作製した。第2に、フラビウイルスに保存されている、ヌクレオチド88
のBg111部位は、p5゜−2内の他の3つのBgllr部位を除(ことによ
り、唯一の部位とされた。pBR322およびSP6プロモーター間の接合部に
おけるBallI部位は、Not■リンカ−を挿入することにより除去された。
4128および4277の他の2つの部位は、最近導入された3473のPst
1部位までベクターを短くすることにより、除去された(K、T、McKee他
(1987)Am、J、TropMed、Hyg 第36巻435〜442頁)
。つぎに、プラスミドp5’ −2(Xho 1. Ps t I)をフラグメ
ント交換に用い、キメラcDNAを作製した。
図1は、構築された完全長デンゾcDNAを含む、以下のプラスミドを示す。
p2A (Xho I)は、4型デングゲノムの完全なcDNAコピーであり、
唯一のXho1部位がE遺伝子の3°末端の近くに創製された。p2A(DIW
P)は、p2A(Xhol)から、5゛非コード領域内のBgl11部位と唯一
のXhor部位との間の配列を、1型デング西太平洋株の対応するcDNAで置
換することにより、得られた。p2A (D2NGC)は、同様にして、B g
l II−Xhol断片を、2型デングニユ一ギニアC株からの対応するcD
NAで置換することにより、作製された。B:Bglll、X:XhoI、A:
Asp718制限酵素部位。
キメラcDNA : C6/36蚊細胞内で増殖したl型または2型デング熱ウ
イルスを精製し、B、Zhao他(1986)(Virology第155巻7
7〜88頁)により説明された手順にしたがってピリオンRNAを抽出した。1
型デング配列のヌクレオチド2306〜2338にハイブリダイズするネガティ
ブセンスオリゴヌクレオチドを用いて、逆転写により、1型デング第1鎖cDN
Aを合成した。このプライマー配列は、上記のp5’ −2(Xhol、Ps
t I)内の4型デングE遺伝子内の部位に対応する位置にXho1部位を創製
するために、ヌクレオチド2316におけるサイレントな第3塩基変更(A−G
)を含んでいた。つぎに、1型デングcDNAを鋳型として、ネガティブセンス
オリゴヌクレオチドおよび1型デングヌクレオチド51〜7oにハイブリダイズ
する保存されたBg111部位を含むポジティブセンスプライマーを用いて、P
CRにより2本鎖DNAを合成した。PCR産物をBallIおよびXholで
消化し、つぎに、p5’ −2(Xhol、Pstl)にクローン化し、対応す
る4型デング配列を置換した。つぎに、1型デング配列を含むC1al−Xho
l断片をp2A(Xhol)からの残りの4型デングcDNAに連結し、完全長
キメラp2A(DIWP)を創製した。同様に、2型デングヌクレオチド231
0〜2364にノゾブリダイズするネガティブセンスプライマーを用いて、2型
デング第1鎖cDNAを合成した。このプライマーは、2333におけるT−C
,2336におけるA−G、2337におけるC−Aの、3つの塩基変更を含む
。これらの変更は、上述した4型デング遺伝子におけるXho1部位に対応する
位置にXh。
■部位を創製する。これらの変更はアミノ酸配列を変えるものではなかった。P
CRによる2本鎖DNA合成のために、ネガティブセンスプライマーが用いられ
、1型デングに対してはポジティブセンスプライマーが同じく用いられた。PC
R産物をBglIIおよびXholで消化し、p5’ −2(Xhol)にクロ
ーン化し、C1al−Xhol断片を用いてp2A(Xhol)の対応する断片
を置換してp2A (D2NGC)を作製した。
RNA 1 トランスフエ シ ン およびウィルスの口 : 完全長RNA転
写物を用いた細胞のトランスフェクションは、C,J、Lai他(1991)P
roc、Nat 1.Acad、Sci、USA第88巻5139〜5143頁
に記載されているようにして実施された。トランスフェクションの10日後、細
胞はトリプシン処理され、6穴プレートおよびチェンバースライドに移された。
2日後、免疫蛍光検査(IFA)により、デング熱ウィルス抗原の存在について
、スライド上の細胞を試験した。はとんどの細胞が感染したことがIFAにより
示された場合には、6穴プレート内の細胞をトリプシン処理し、6倍量の非感染
細胞と混合し、通常6〜7日後に細胞病理効果(培地内の多数の死亡細胞の出現
)があられれるまで、インキュベートした。つぎに、培地を取り出し、細胞をか
きとり、標準容積の50%Eagle最小必須培地150%血清に再懸濁し、凍
結することにより、感染細胞を収穫した。他方、陽性細胞の割合が小さい場合に
は、細胞をトリプシン処理し、新鮮培地に1:3で希釈し、非感染細胞を添加上
ずに増殖させる。感染細胞の割合を週ベースで評価し、間隔をおいて細胞溶解物
を収穫しウィルスの力価を測定した。
f2JfU!1フ歪ルス抗原少秩辺 感染細胞は、血清型特異的モノクローナル
抗体(mab)IFI (1型デング)、3M5 (2型デング)、5D4 (
3型デング)、IHIO(4型デング)およびNSI特異的mablG6 (4
型デング)を用いて、IFAにより分析された。これらは、もともとM、 K、
Gen t ry博士およびE、Henchal博士により作製されたもので
ある(WRAIR。
ワシントンDC)(E、A、Henchal他(1982)Am、J、Trop
。
Med、Hyg 第31巻548〜555頁)。モノクローナル抗体は、1:5
0〜1:300の希釈で用いた。一方、フルオレセイン接合抗マウス抗血清(K
ierkegaard−Perry Laboratories、メリーランド
州Gaithersburg)はl 100で用いた。結果は写真で記録した。
各mabについて、陰性結果を生じた感染細胞を、陽性細胞と同じ露光時間で写
真撮影した。親(野生型)デング熱ウィルスと子孫ウィルスv2A (Xho
I)のタンパク質を分析するため、6穴プレート内のコンフルエントLLC−M
K2細胞をMOI O,2でウィルスに感染させた。感染の6日後、6時間にわ
たり50μCi/ウエルのS−メチオニンを含まない培地で細胞を標識した。つ
ぎに、RIPA緩衝液に細胞を溶解した。キメラウィルスv2A(DIWP)に
ついては、細胞のほぼ100%が感染したときに、標識化を実施した。一方、v
2A(D2NGO)については、約30%が感染したときに標識化を実施した。
適当な同型または異型高度免疫マウス腹水(HMAF)を用いて溶解物を沈殿さ
せ、5DS−12%ポリアクリルアミドゲル上の電気泳動により分析した。
プ乏ユタ形悪: ウィルスは、L L C−MK!細胞上でのプラーク形態につ
いて調べられた(W、H,Bancrof を他(1979)Pan、Am、H
l th。
Org、Sci、Publ 第375巻175〜178頁)。プラーク形態の分
析の前に、各親ウィルスをLLCMKx細胞内で1回、継代培養した。インキュ
ベーションの6〜9日後に、ニュートラルレッドを培養物に重層した。
乳1マウスにお番るキメラウィルスの : 生後3日のスイスマウスに、200
0pfuの親またはキメラデング熱ウィルスを、ウィルスに感染したLLC−M
K2細胞を希釈した溶解物の形で、脳内接種した。陰性対照マウスには非感染細
胞の溶解物を注射した。親4型デング熱ウィルス(814669)、1型デング
熱ウイルスWP1または2型デング熱ウイルスNGCについて、1リツトルが接
種された。v2A (Xho I) 、v2A (DI WP) 、またはv2
A(D2NGC)について、2リツトルが接種された。21日間にわたり、脳炎
の徴候および死亡について接種されたマウスを監視した。
実施例1
キメラcDNAおよびウィルス
完全長4型デング熱ウイルスcDNA (p2A)を用い、構造遺伝子配列を1
型または2型デング熱ウイルスの対応する配列により置換したキメラウィルスを
構築した。この目的のために選択された1型ウイルス(WP)は、マウスの脳内
での増殖に適さなかった低レベルの継代組織培養株であった。2型株(NGO)
は、マウスにおける脳内連続継代培養の間に選抜された神経毒性の高い突然変異
体であった。2型突然変異体がこの研究のために選択されたのは、マウス神経毒
性の遺伝的決定基のマツピングの可能性を提供するからである。
プラスミド構築体p2A (XhoI) 、p2A (DIWP) 、またはp
2A(D2NGC)を用いた大腸菌HD1528株の形質転換により、安定なプ
ラスミド集団が創製された。これらのプラスミドの推定された構造は図1に示さ
れている。これらの構造は制限酵素マツピングにより証明された。
第12日月のデング熱ウィルス抗原に対する免疫蛍光染色により、p2A(Xh
ot)からのRNA転写物でトランスフェクションされたLLCMKx細胞のほ
ぼ半数が陽性であった(図2A)。
図2は、(A)p2A (XhoI) 、p2A (DIW) 、まりl!p
2 A (D 2NGC)からのRNA転写物を同一濃度で用いてトランスフェ
クションしたLLCMK2細胞を示す。トランスフェクション後のウィルス感染
細胞のパーセンテージは、新鮮培地中に移した後でIFAにより測定された。(
B)細胞の大多数がIFAで陽性となったときに感染細胞を収穫した。ウィルス
の力価測定はプラーク検定により実施された(W、H,Bancroft他(1
979)PanAm、Hl th、Org、Sci、Publ、第375巻17
5〜178頁)。
以前の研究において、p2Aおよびp2A (Ps t I)からの転写物を用
いたトランスフェクションの12日後に、20〜50%の範囲の同様な割合の抗
原陽性細胞が観察された。いずれの場合にも野生型表現型をもつウィルスが産生
された(C,J、 La i他(1991)Proc、Natl、Acad、S
cj、USA第88巻5139〜5143頁)。一方、p2A (DIWP)ま
たはp2A(D2NGC)からの転写物を用いてトランスフェクションされた細
胞は、12日目に、その196未満が陽性であった。v2A (DIWP)に感
染した細胞の割合は、19日目にほぼ596.26日目に30%、33日目に8
0%に増加した。
このとき、トランスフェクションされた細胞内に存在するウィルスの力価は5X
10’pfu/mLであった(図2Aおよび2B)。また、v2A (D2NG
C)はよりゆっくりと増殖した。我々は、19日目に細胞の1%が陽性であると
算定したが、54日目までに感染したのは細胞の3分の1に満たなかった。ウィ
ルス力価は30日目(こは1.5x102pfu/mL、44日目1こは2.5
x1021こ過ぎなかった。10’p fu/mLに到達したのは58日目であ
った。トランスフェクションの72日後に、細胞の大多数が感染し、細胞懸濁液
の力価が102p fu/mLであることが認められた。
p2A (Xho I)RNA転写物(10’pfu/mL)でトランスフェク
ションした細胞により生成されるウィルスの力価は、細胞培養に4型ウイルスを
MOl 0.1で感染させたときに観察されたものと同じであった。さらに、1
型/4型キメラ(5x 106p f u/mL)でトランスフェクションされ
た培養により生成されるウィルスの最高力価は、1型ウイルス(1,5xlO’
pfu/mL)をMOIo、1で用いて細胞培養を感染させた後に観察されたも
のと同じであった。トランスフェクション(10’pfu/mL)の後に生成さ
れる2型/4型キメラの最高力価は、MOIo、5で親2型ウィルスに感染させ
た細胞培養により生成されたものと同じであった。
実施例2
キメラ ′ ンパ の
図3に示すように、子孫ウィルスを調べるために、間接的免疫蛍光検査を実施し
た。
図3は、v2A (XhoI) 、v2A (DIWP) 、または、v2A(
D2NGC)に感染させたLLC−MK!細胞、もしくは非感染細胞上で実施さ
れた免疫蛍光検定を示す。モノクローナル抗体は、1:50〜1:300の希釈
で用いた。
一方、フルオレセイン接合抗マウス抗体は1:100で用いた。モノクローナル
抗体の血清型特異性は左側に示されている。
v2A(Xhol)に感染させた細胞は、IFAにより、4型デング特異的ma
blH10で染まったが、1型デング特異的mab IFIまたは2型デング特
異的mab 3M5には結合しなかった。予測されたように、v2A (DIW
P)に感染した細胞はIFIとのみ反応した。v2A (D2NGC)に感染し
たものは、3H5のみに染まった。3型デングに特異的なmab 5D4は、ど
の感染細胞とも反応しなかった。これらの結果は、キメラウィルスの両方とも、
その構造タンパク質遺伝子により特定される免疫原性をあられすことを示した。
期待されるように、4型デング非構造タンパク質NSIに特異的なmablG5
は、4型デンゾcDNAすなわち2A(XhoI)の子孫に感染した細胞を染め
た。なお、4型ウイルスに由来するキメラウィルス2A(DIWP)または2A
(D2NGO)の各々についても同様であった。
親4型デング熱ウィルスの、および、そのcDNA由来の子孫v2A(Xh。
■)のタンパク質は、同型HMAFを用いた免疫沈殿検査とその後のポリアクリ
ルアミドゲル電気泳動により分析すると、同一のようであった(図4)。図4は
、ウィルス感染LLCMK2細胞または非感染対照細胞の383−メチオニン標
識された溶解物を示し、1型、2型、4型デングに対して作製された高度免疫マ
ウス腹水(HMAF)で免疫沈降され、5DS−12%ポリアクリルアミドゲル
(アクリルアミド:ビス=60+1.6)上の電気泳動により分析された。各レ
ーンの先頭に、ウィルスが縦に示され、溶解物を免疫沈降させたHMAFが横に
示されている。マーカー タンパク質分子サイズマーカーはキロダルトンである
。1型、2型、4型デングのEおよびpre−Mグリコタンパク質の位置が示さ
れている(図4)。
さらに、親1型デング熱ウィルス(wp)および2型デング熱ウイルス(NGC
)のタンパク質を分析した。1型デングおよび2型デングのEグリコタンパク質
は共に移動したが、それらは4型デングよりもゆっ(りと移動した。同様に、l
型および2型デングのpre−Mグリコタンパク質は共に移動したが、やはり4
型デングのpre−Mよりもゆっ(りと移動した。Eタンパク質の相対的な分子
サイズの相違はほぼ4kdであった。一方、pre−Mタンパク質については約
1kdであった。これらEおよびpre−Mの分子サイズの相違は、おそらく、
グリコジル化の程度における変化または配座的相違によるものであろう。v2A
(DIWP)およびv2A (D2NGC)ウィルスの免疫沈降されたタンパク
質はハイブリッドパターンを示した。1型デングHMAFを用いて免疫沈降した
V2A (DIWP)のpre−MおよびEは、親1型デングのpre−Mおよ
びEと共に移動した。しかし4型デングHMAFは、4型デング非構造タンパク
質と共に移動したバンドだけを沈降した。親2型デングのpre−MおよびEも
同様であったが、4型デングHMAFは4型ウイルスのものに似ている非構造タ
ンパク質を沈降させた。
親4型デング熱ウィルスおよびそのcDNA由来の子孫v2A(Xhol)は、
LLC−MK!細胞(図示せず)上に同様のプラークを生成した。親ウィルスの
プラークは、感染の6日後にニュートラルレッドで染色すると明確に目視できた
。
しかし、キメラv2A (D2NGC)は、その時点では、検出可能なプラーク
を生成しなかった。しかしながら、染色を第9日まで遅らせると、非常に小さい
V2A (D2NGC)プラークが検出され、これはv2A (Xho I)ま
たは野生型2型デングNGCのものよりも非常に小さかった(図5)。4型デン
グ814669のプラークは、子孫ウィルスv2A(Xhol)のそれとは異な
らなかった。V2A(DIWP)のプラークは基本的にv2A (XhoI)の
ものと同様であった。
図5は、被感染L L C−MKz細胞の単層を示し、子孫ウィルスv2A(X
h。
I)のものとは異なっている。v2A(DIWP)のプラークは基本的にはv2
2A(Xhol)のものと同様であった。
図5は、デングウィルスに感染し、ついでアガロースオーバーレイが加えられた
LLC−MK、の単層(モルイヤー)を示す(W、H,Bancrof を他(
1979)Pan Am、Hl th、Org、Sci、Publ、第375巻
175〜178頁)。細胞単層の感染の9日後、ニュートラルレッドを重層し、
翌日プラークの写真を撮影した。A: 2A (XhoI) 、B : 2A
(DINGC)、C1野生型NGCa型デング。
実施例3
乳1マウスに・ るウィルスの
キメラv2A (D2NGC)を、その親ウィルスであるマウス脳適合2型デン
グNGCおよびv2A(XhoI)と、マウス神経毒性について比較した。2型
デングNGCはもっとも迅速な致死性をもつことが証明された。接種後第5日ま
たは第6日に10匹のマウスの各々が脳炎で死亡し、平均生存時間は5.1日で
あった。一方、キメラv2A (D2NGC)を接種した15匹のマウスの各々
は死亡するまで8〜11日間生存し、平均生存期間9.1日であった(図6)。
図6は、親またはキメラデングウィルス2000pfuを、被感染LLC−MK
2細胞を希釈した溶解物の形で脳内接種した生後3日のスイスマウスについて示
す。注射されたマウスの数は=2型デング(NGO)10匹、v2A (D2N
GC)15匹、4型デング814669 12匹、v2A (XhoI)18匹
。陰性対照(マウス11匹)には非感染細胞の希釈溶解物を注射した。マウスは
、脳炎の徴候および死亡について毎日観察された。
生存分布における差異は大きい(p=oooo1、スミルノフ2点統計)。さら
に、親ウィルス4型デング814669は、その子孫v2A (Xho I)と
比較された。親ウィルスを接種した12匹のマウスのうち5匹が脳炎で死亡し、
最初の死亡は第11日に起きた。一方、v2A(Xhol)を接種した18匹の
マウスのうちただ1匹だけが接種の16日後に死亡し残りは健康を保った。生存
分布は、スミルノフ統計によれば大きく異なってはいない(p>、14)が、2
つのグループの生存率はフィッシャー精密試験では異なっている(p=、025
6)。
このことは、4型デング814669、または、ウィルス調製におけるピリオン
のサブセットが、ある程度の神経毒性を所有していること、および、子孫ウィル
スv2A(Xhol)が非神経毒性の下位集団[5ub−popu I a t
i on3をつくるかクローニングまたはウィルス繁殖の際に生じるヌクレオ
チド変化を含むことを示唆している。親1型デング熱ウィルス(wp)を接種し
たマウスと、またはそのキメラ了−孫v 2 A (D IWP)を注射した1
2匹のマウスと、非感染細胞の溶解物を受け入れた11匹のいずれも、脳炎を起
こさなかったし死亡しなかった。
突然変異分析
我々は、4型デング熱ウイルスゲノムの完全長にわたる一連のデンゾcDNAイ
ンサートをクローン化した。これらは、実施例4にあるように、完全長デンゾD
NAをクローン化するという最初の試行において用いられた。
実施例4
SP6プロモーター むプラスミド BR322にお(る6 デン DNA ク
ローン化 る の −さまざまな4型デングcDNAインサートを、共有された
制限酵素部位において連結し、pBR322の同じPstlクローニング部位を
用いて、完全長デンジDNAコピーを形成した。インビトロ転写のために、SP
6ポリメラーゼプロモーター配列を、デンゾ配列の前の5°末端に配置した。R
NA転写物の予測された5′配列は図7に示されている。第1のデンゾヌクレオ
チドのA残基は、Gで始まる正常SP6ポリメラーゼ転写物の直後に位置してい
る。ゲノムRNAの5°末端に存在するm7Gキヤツプ構造は、転写反応にm7
GpppG類似物を添加することにより得られる。このようなりNA構造は、5
′末端に付加ヌクレオチドを含むデンゾRNAを生成することになるだろう。ラ
ンオフ[run−off]転写物を作製するために、唯一のAsp718開裂配
列が、デンゾ配列の3′末端に導入された。図7に示すように、鋳型鎖中には、
Asp718開裂部位の前に5個の付加ヌクレオチドが存在する。転写が最後の
ヌクレオチドに進むと、RNA転写物には、3゛末端におけるこれらの5個の付
加残基が含まれることになる。
形質転換のための宿主として大腸菌株HB 101を用いたこの研究中に気づい
たことは、完全長デンゾDNAを含むプラスミドは、再配列を経た多くの形質転
換体におけるプラスミドとしてしばしば不安定であり、予測された制限酵素パタ
ーンをもつクローンDNAを単離するためには多数のコロニーをスクリーニング
しなければならないということである。我々は、異なる大腸菌株により作製され
るプラスミドの安定性を調べた。研究室ですでに用いられていた、形質転換に高
度に適した市販の大腸菌株DH5αおよび大腸菌株DB1528を、大腸菌株H
B101と比較した。DB1528株は、BHIOIよりもコロニーサイズが3
〜4倍大きい形質転換体を産生した。特に、DB1528の形質転換体は、一般
に、予測された制限酵素パターンをもつプラスミドを産生じ、このことは、大腸
菌株DB1528が、安定的にクローン化されたデンゾ完全長DNAを生成する
ための優秀な株であることを示唆している。しかしながら、トランスフェクショ
ン細胞上で試験した場合、この第1の完全長デンジDNAクローンから作製され
たインビトロRNA転写物は、デング熱ウィルスを産生じなかった。ここで、免
疫蛍光検定により検出されるように、100倍低い濃度の、陽性対照としてのピ
リオンRNAはデング熱ウィルスを産生じた。
実施例5
5は るDNA ローン いた 6 にお番るデン DNAセ メントの
感染性RNA転写物を産生できないのは、完全長クローンにおける欠陥突然変異
の存在によるものであると説明された。このような突然変異は、ウィルス株にお
ける欠陥集団のクローニングまたはプラスミドのクローニングまたは繁殖の際の
結合エラーから生じると推定される。我々は、1つ又はそれ以上の欠陥突然変異
を含むデングDNAセグメントを、独立にクローン化したデンジDNA構築物か
らの対応するセグメントで置換することに決定した。系統的な置換実験のための
フレームワークとして、デング配列の5′および3゛断片を別々にクローン化し
た。ヌクレオチド5069における唯一のBs tB1部位を用いて、完全長デ
ング配列を、各々ゲノムの約5096を示す2つの断片に分離した。SP6プロ
モーターを含む第1の完全長クローンの5゛断片は、5’−1と呼ばれ、Bs
tBlとAsp718の間の残りの3゛配列は3°−Aと呼ばれた。第2の5゛
断片5′−2を含むプラスミドは、独立に由来するひと組のデングcDNAイン
サートから構築された。唯一のAsp718部位は、デング配列のBstB1部
位の下流のpBR322のPstI部位に導入された。このように、このプラス
ミドは、完全長DNA構築物に3゛断片を挿入するためのクローニングベクター
としても適している。2つの付加3゛断片3°−Bおよび3゛−cも、デングc
DNAインサートの独立したひと組から構築された(図8)。第1の完全長クロ
ーン化集団の3゛断片を3’ −Bおよび3° −C断片で置換すると、2つの
別の完全長クローンIBおよびICが作製された。同様に、3つの完全長DNA
構築物すべてにおいて5゛断片を5゛−2断片で置換すると、3つの別の完全長
クローン、すなわち、2A、2B、2Cが生成された。これらのプラスミドをB
gllI、N実施例7
s i L Asp718で消化すると、図9に示されるように、6個の完全長
クローンすべてについて区別不可能な、予測されたDNA断片のパターンを示し
た。
このように、大腸菌株BD1528中の完全長デングDNA配列を明らかに含む
プラスミドの増殖に成功することによって、培養細胞における感染性の評価のた
めのインビトロRNA転写物の生成が可能となった。
実施例6
インビトロで さ たRNA の感 こついての の構築された完全長デンジD
NA鋳型から生成されたRNA転写物は、LLC−MK2のトランスフェクショ
ンにより、感染性についてそれぞれ試験された。デング感染細胞は、間接的免疫
蛍光検定により検出されるとおり、2A RNAでのトランスフェクションの1
0日後に容易に観察された。他の4つの完全長DNAクローンからのRNA転写
物は、この検定では陰性であり、これらのDNAクローンは、クローンIAのよ
うに、制限酵素分析では検出できない致死突然変異を含んでいることが示された
。
上述したデング熱ウィルス感染細胞の陽性判定に加えて、感染性デング熱ウィル
スを、培地または2ARNAトランスフエクシヨン細胞の細胞溶解物がら回収し
た。トランスフェクション細胞溶解物中に存在するデング熱ウィルスの力価は1
0’pfu/mLであった。2A RNA転写物をDNaselを用いて処理し
た場合、その感染性には影響がなかったが、RNase処理ではその感染性は完
全に損なわれた。RNAを用いた細胞モルイヤーのトランスフェクションの後、
デング熱ウィルスのプラーク形成は行なわれなかったため、ウィルスの生成は、
ウィルス増幅のための延長されたインキュベーションの後で判定された。この間
接的免疫蛍光検定手順を用いて、感染性は、ゲノムRNA1ngまたは2A R
NA転写物10ngの最小濃度において検出された。この試験のこれらの結果は
、クローン2Aから作製されたRNA転写物が、受容培養細胞のトランスフェク
ションの後で、感染性を持つことを示している。
がクローン化集団を提供することを示唆している。子孫ウィルス感染細胞および
RNA の についてのその の証
クローン3A RNA転写物でトランスフェクションした細胞により、感染性デ
ング熱ウィルスが生成されたことを正式に証明するため、デングゲノムのヌクレ
オチド3473に新たなPst1部位を創製するがアミノ酸配列には影響しない
2つの突然変異(G3473−→TおよびC3476−→T)を、完全長デング
クローン2A DNAに導入した。この突然変異DNAから作製されたRNA転
写物を、DNa s e Iを用いた消耗性消化によりDNA鋳型を完全に除去
したのち、細胞のトランスフェクションに用いた。トランスフェクションされた
細胞は感染性デング熱ウィルスを生成した。子孫ウィルスから抽出されたゲノム
RNAを逆転写し、cDNA産物をPCRのための鋳型として用いて、ヌクレオ
チド3193〜4536の間にDNA断片を生成した。図10に示すように、P
CRDNA産物のPstl消化は、PstI開裂配列の存在により予測されるよ
うに、それぞれ280個および1063個の塩基対の長さの2つの断片を産生じ
た。
2A RNA由来のウィルスの対照PCRDNA産物は、Pstl消化に対して
は非感受性であった。この観察は、突然変異体2A DNAのRNA転写物に由
来する子孫ウィルスがPst1部位を含むことの証拠を提供した。
実施例8
インビトロ−で転写されたf RNAか口 されたデング執ウィルスクローン2
Aまたはクローン2A (Ps t)鋳型から作製されたRNA転写物を用いて
トランスフェクションした細胞の溶解物から子孫デング熱ウィルスを分離し、L
L C−M K を細胞単層上でのプラーク形成能力について、親・野生型ウ
ィルスと比較した。感染の6日後、子孫ウィルスおよび親ウィルスは、ともに、
さまざまな大きさの特徴的なデングプラークを生成した。蚊細胞内の継代培養に
より増殖した親ウィルスでは圧倒的に小型プラークがみられた。一方、子孫ウィ
ルスでは混合的でありしかし主に大きいプラークが生成され、回収されたウィル
ス親ウィルス感染細胞において生成されたデング特異タンパク質についても比較
を行なった。図11に示すように、デング高度免疫腹水により沈殿させたP r
e MsE、NSI、NS2、およびその他未決定のデングタンパク質バンド
のプロフィールは、子孫ウィルスおよび親ウィルス双方について識別不可能であ
るように見えた。この結果は、回収されたデング熱ウィルスが、cDNAクロー
ンが由来するもとのウィルスと同じ遺伝子型および表現型を呈することを示すも
のである。
N5I−NS2A開裂接合部におけるアミノ酸置換による活性デング熱ウィルス
の加工
実施例9
真正[authent ic] NSIの発現のために構築された中間組換えp
SCl 1−N5I−NS2A DNAをこの研究に用いた。デング熱ウィルス
DNAは、24アミノ酸N末端信号のためのコード配列と、NSIおよびN52
Aの完全ポリペプチド配列を含んでいた。まず、このプラスミドDNAを、突然
変異を含むDNAセグメントの置換を容易にするために改変した。2つのサイレ
ントな突然変異が、オリゴヌクレオチド特異的突然変異誘発により、N5I−N
S2ADNA (G、4□、−TおよびCロアロ→A)に導入された。これらの
変更は、ヌクレオチド(nt)3476に新たなPstI部位を作製した。組換
えプラスミドは、デングNSIコード配列中のnt3320に唯一のNco1部
位を含んでいた。
N5I−NS2A開裂接合部はnt3477に位置している。開裂部位配列にア
ミノ酸置換を導入するために、オリゴヌクレオチド誘発突然変異により、ヌクレ
オチド変更を行った。一連のオリゴヌクレオチドを合成し、ポリメラーゼ連鎖反
応(PCR)における角鋼プライマーとして用いた。玉鎖プライマーは、5°
AAGGCTATGCCACGCAAA3’ (配列番号1)であり、Nco1
部位の上流に位置していた。たとえば、開裂位置−2(Th r 目24)にお
いて、オリゴGCCCTG GCCGGCC:TT CACCTGTGA TT
T GACCAT(配列番号2)が、ThrをLysで置換するために用いられ
た。同様にして、オリゴGCCCTG GCCGGCCTG CACCTG T
GA TTT GACCAT(配列番号3)が、ThrをGinで置換するため
に用いられ、オリゴGCCCTG GCCGGCCAG CACCTG TGA
TTT GACCAT(配列番号4)が、ThrをLeuで置換するために用
いられた。同様に、オリゴTTCTGA TGT GCCCTG TTCGGC
CGT CACCTGTGA (配列番号5)が、開裂位置+1においてGIy
目1oをGluで置換するために用いられ、あるいは、オリゴTTCTGA T
GT GCCCTGCCA GGCCGT CACCTG TGA(配列番号6
)が、開裂位置+1において同じGIyをTrpで置換するために用いられた。
特定された突然変異を含む中間組換えDNAの構築のため、あらたに作製された
Pst1部位と唯一のNco1部位の間のDNA断片を、NcoIおよびPst
lで開裂されたPCRDNA産物のシリーズで置換した。これらの突然変異体N
5I−NS2A配列を発現する組換えワクシニアウィルスは、すでに説明された
手順(B、Zhao、G、Pr 1nceSR,Horswood、に、Eck
e I sSP、SummersSR,Chanock、およびC,J、 La
i (1987L組換え体ワクシニアウィルスにょるデング熱つィルス構造タン
パク質および非構造タンパク質NSIの発現、J、Virol、第61巻401
9〜4022頁)にしたがって作製された。
実施例1O
N5上二N52A接ム。にお(る の
6穴プレート内のコンフルエントC■−1細胞を、細胞あたり5pfuの組換え
ワクシニアウィルスに感染させ、最小必須培地に2%ウシ胎児血清(MEM2)
を加えた中に保持した。感染の16〜20時間後、培地を取り出してメチオニン
非含有MEM2とともに置いた。1時間のインキュベーションの後、この培地は
、ふたたび、100μの358メチオニン(比放射能>800μ/mo+)を含
む0.7mLのメチオニン遊離MEM2とともに置かれた。2時間の標識期間の
後、RIPA緩衝液(デオキシコール酸ナトリウム1%、Non1dotP−4
0を196、硫酸ドデシルナトリウム[SDS]0.1%、O,IM +−’J
ス塩酸、pH7,5,0,15MNaCI)に細胞を溶解し、溶解物を遠心分離
して細胞砕片を除く。溶解物の澄んだ上澄み液に対して、デング高度免疫マウス
腹水(HMAF)を用いた免疫沈降検査を行ない、デング熱ウィルスを分析した
。免疫沈殿物は、5DS−12%ポリアクリルアミドゲル(アクリルアミド/ビ
ス比6o:16)上の電気泳動分離により分析された。標識されたタンパク質バ
ンドは、蛍光撮影により視覚化された。非開裂N5l−NS2A前駆体および開
裂NSI産物に対応するゲルバンドが切り出され、液体シンチレーションカウン
ターで放射能が計測された。
N5I−NS2A接合部における開裂の程度を判定するために、発現したN5l
−NS2Aの総標識は、同じpfu使用で各突然変異体に感染した細胞において
同じであるという仮定にもとづいて、N5I−NS2AおよびNSIの間の免疫
沈降能力差を補正した。野生型N5I−NS2Aは、開裂されたNSIを優勢的
に発現し、N5I−NS2A前駆体は検出されなかった。野生型ウィルスについ
ての開裂度を10096と定めた。
実施例11
NSI−NS2八開ン配ダにお(るアミノ mわζ支秦完全“4型デン cDN
Aの
前項において構築され分析された、N5l−NS2A接合部における開裂度が低
下したN5I−NS2A DNAの突然変異体は、このようなアミノ酸置換を含
むデング熱ウィルス突然変異体の構築のために選抜された。すでに構築された以
下の4つの突然変異が採用された。(1)開裂位置+1におけるGlyをGlu
に置換、(2)−2位置のThrをLysに置換、(3)−2位置のThrをG
inに置換、(4)−2位置のThrをLeuに置換。突然変異体pscll−
NS1−NS2A DNAを、nt3338の5pelおよびnt3616の5
tulで消化し、278個を断片として分離した。突然変異を含むこのDNA断
片は、デングcDNA配列の5°側半分を含むプラスミドル5°−2内の対応す
る野生型DNA断片の置換に用いられた。BstEl (nt5069)と3゜
末端のAsp718の間の残りの3゛デングcDNA断は、共有制限酵素開裂部
位においてp5’−2DNAに連結された。このようにして、完全長cDNAが
作製され、pBR322ベクターを用いてクローン化された。このシリーズのc
DNAは、N5I−NS2A開裂接合部にアミノ酸置換をコード化する突然変異
された配列を含んでいた。
実施例12
■昼にy5スA狽今部仁お(る 適でない 呈 る土製デング熱ウィルス 然
ここで重要なことは、デング熱疾病に対する安全で効果的な弱毒化生菌ウィルス
ワクチンの開発に、デング熱ウィルスの分子理解を応用することである。デング
熱ウィルス複製の制限は弱毒化を誘起するであろう。開裂配列またはウィルスプ
ロテアーゼ構成要素の改変の結果、ウィルスポリタンパク質の開裂は最適以下と
なり、ウィルス増殖が制限される。
ポリタンパク質N5I−NS2A開裂部位は、その非効率的開裂の故に、増殖制
限されたデング熱ウィルス突然変異体を構築するための第1のターゲットとして
選択された。我々は、4型デング熱ウイルスのN5I−NS2A開裂には、開裂
接合部の前のNSIのC末端に8アミノ酸配列が必要であることを証明した(H
,HoriおよびC,J、Lai (1990)、デング熱ウィルスN5I−N
S2Aの開裂には、NSIのC末端にオクタペプチド配列が必要である。J。
Virol 第64巻457.3〜4577頁)。
ワラビウイルス間で8アミノ酸配列を比較すると、Ala (−1) 、Va
1(−3L Ser (−5)、Val (−7)、Met/Leu−8)は正
確に保存されるのに対し、Thr (−2)、Gin (−4L Lys (−
6)は変化するという興味深い特色が明らかになった。位置−1のAla、位置
−2のThr。
位置−3のVal、位置+lのGIyのアミノ酸置換の効果を分析した。この分
析の結果は図16に示されている。保存された位置−1または−3におけるアミ
ノ酸置換は、低レベルの開裂を生じた。非保存位置−2または+1におけるアミ
ノ酸置換は、効果がないかもしくはご(おだやがな開裂低減を呈した。
ある範囲の開裂効率を生じたアミノ酸置換のパネルを、完全長cDNAへの組み
込みのために選抜し、インビトロ由来RNA転写物をデング熱ウィルス突然変異
体の構築のために用いた。1つのデング熱ウィルス突然変異体は、Gly(+1
)のかわりにGluを含むDEN4 (G I y++2a=G I u)であ
り、他の3つの突然変異体は、DEN4 (Thrxta−+Lys) 、DE
N4 (Thr++xa=G I n) 、DEN4 (Th r 1124”
L e u)であり、Thr(2)の置換を含んでいる。これらはトランスフェ
クションしたLLCMK2細胞がら回収された。
以下に述べるように、これらの突然変異体の増殖特性は、蚊C6/36細胞上の
プラーク検定により調べられた。図12はDEN4 (G I Yl+!4→G
lu)および対照親ウィルスに対するこの検定の結果を示す。突然変異体ウィル
スのプラークサイズは直径約0.1cmが計測され、親ウィルスの1.1cmの
プラークサイズと比較して大きく縮減していた。その他のデング熱ウィルス突然
変異体もプラークサイズの縮減を示し、これらのウィルスが培養細胞において増
殖制限を示すことを示唆している。最適以下の開裂に起因する増殖制限は、感染
宿主におけるウィルス毒性に対して、大きな効果をもつようである。
活性デング熱つィルス3′非コード領域欠失突然変異体の加工実施例13
1二非ユニ下頌域に5、むデン cDNAのヌクレオチド384個の3′非コー
ド領域への欠失突然変異の導入を容易にするために、まず、ntlo104の唯
一のBamHI部位と3°末端のAsp718部位の間の4型デングcDNAの
540ntのサブフラグメントを、pGEM3クローニングベクターに挿入した
。この組換えプラスミドにおいて、4型デング配列のnt10470の唯一のA
pa1部位は、3゛非コ一ド配列のほぼ中心点に位置している。この便利な位置
にあるApa1部位を用いて、2つの欠失突然変異配列を構築した。すなわち、
構築物の1つの配列は、Apa1部位の下流に欠失を含んでいた。他の配列の欠
失はApaI部位の上流に位置していた。
ヌクレオチド30〜90個の長さをもっ欠失突然変異の第1の配列を加工するた
めに、オリゴヌクレオチド特異的突然変異誘発が実施された。
Apa I開裂部位に指定された適当な欠失を含み、下流配列が続く以下のオリ
ゴヌクレオチドを、PCRにおける玉鎖プライマーとして用いた。
オリゴCAA AAG GGG GCCCAA GACTAG AGGTTA
CAG GAG ACC−(Δ3° 172−143)(配列番号7)オリゴC
AA AAG GGG GCCCAA CAA AAA CAGCAT ATT
GACGCT GGG−(Δ3’ 172−113)(配列番号8)
オリゴCAA AAG GGG GCCCAA CAG AGA TCCTGC
TGCTGT CTCTGC−(Δ3’ 172−83)(配列番号角鋼プライ
マーは、オリゴGAG CTG GTA CCA GAA CCTGTT GG
A TCA A(配列番号10)であり、これは、3゛デング配にAsp718
開裂配列がつづいたものを含んでいる。完全長4型デングcDNA(クローン2
A)を鋳型として用いた。これらの欠失突然変異を4型デング配列に導入するた
めに、pGEM3組換えプラスミド中のApalおよびAsp718部位の間の
野生型ウィルスDNA断片を、ApalおよびAsp718で開裂したPCRD
NA産物で置換した。
同様に、ヌクレオチド61〜202個の長さをもつ欠失突然変異の第2の配列を
加工しApa1部位の上流に配置するために、オリゴヌクレオチド特異的突然変
異誘発を施した。下記のオリゴヌクレオチドが合成され、PCRにおける角鋼プ
ライマーとして用いられた。
オリゴCCT GGCTTG GGCCCCCGCGTA CAGCTT CC
G TGG CGC−(Δ3’ 、243−183)(配列番号11)オリゴC
CT GGCTTG GGCCCCGGA GCT ACAGGCAGCACG
GTT−(Δ3°、303−183)(配列番号12)オリゴCCT GGC
TTG GGCCCCCGT GGCACAAGT GGCCTG ACT−(
Δ3’ 、333−183)(配列番号13)オリゴCCT GGCTTG G
GCCCCTTA CAG AACTCCTTCACT CTCTGA−(Δ3
’ 、384−183)(配列番号14)
玉鎖プライマーはオリゴGCCTCCATG GCCATA TGCTCAGC
(配列番号15)であり、これは、Bam81部位の上流のヌクレオチド988
5〜9907の間に位置している。完全長4型デングcDNAを鋳型として用い
た。先に説明したように、これらの欠失突然変異を4型デング配列に導入するた
めに、中間体pGEM3プラスミド中のBamHIおよびApa1部位の間の野
生型ウィルスDNA断片を、BamHIおよびApalで開裂したPCRDNA
産物で置換した。cDNA鋳型を加工する最終段階において、構築物の両方の配
列からのBamHI−Asp71B断片が分離され、残りの4型デング配列でク
ローン化された。
実施例14
RNA トーンスフェ シ ン′よび イルスのロデング熱つィルスcDNAク
ローンは、3゛末端におけるAsp718での消化により線状化され、線状cD
NAは、SP6ポリメラーゼによるインビトロ転写のための鋳型として用いられ
た。RNA転写物による細胞のトランスフェクションは、先に説明されているよ
うに実施された(Lai他、Proc、 Na t I。
Acad、Sci、USA第88巻5139〜5143頁(1991))。トラ
ンスフェクションの10日後、細胞をトリプシン処理し、6穴プレートおよびチ
ェンバースライドに移した。2日後、免疫蛍光検査(IFA)により、デングウ
ィルス抗原の形跡について、スライド上の細胞を試験した。IFAにより大半の
細胞が感染したことが示された場合には、6穴プレート上の感染細胞は、培地を
取り出し、細胞を掻き取り、標準容積の50%イーグル最小必須培地150%血
清に再懸濁し、凍結させることにより、収穫された。一方、陽性の細胞の割合が
小さい場合には、細胞をトリプシン処理し、新鮮な媒地中に1:3で希釈し、増
殖させた。感染細胞の割合は週ベースで算定され、細胞溶解物を収穫した。
実施例15
プ之二久形聾戟察
ウィルスは、LLCMK2細胞または蚊C6/C36細胞上のプラーク形態につ
いて調べられた(Bankcroft他、Pan Am、Health Org
an、Sci、Publ、第375巻175〜178頁(1979);Hoke
他、Am、J、Trop、Med、)(yg、第43巻219〜226頁(19
90))。プラーク形態の分析の前に、親・野生型ウィルスは、LLC−MK!
細胞中で1回、継代培養された。すなわち、296ウシ胎児血清を含む培地19
9中に試験すべきデングウィルス0.2mLを連続10倍希釈し、これを25c
m′ビンに入れたLLCMK2細胞に注入した。35℃で1時間の吸着の後、各
単層に、1×培地199.0396重炭酸ナトリウム、1/2×イ一グル基本培
地ビタミン、1/2Xイ一グル基本培地アミノ酸、1096ウシ胎児血清、0.
5%アガロースを含む7mLのアガロースを重層した。35℃で6日間のインキ
ュベーションの後、このビンに、0.5%MEアガロースおよびlニア、500
ニユートラルレツドを含む通常生理食塩水4mLを2回目のオーバーレイとして
かけた。染色から24時間以内にウィルスプラークがあられれた。C6/36細
胞上のプラーク形態観察を行ない、分離されたすべてのウィルス突然変異体が調
べられた。この目的のため、75cm2ビンに入れたのコンフルエントなC6/
36細胞に、2?6ウシ胎児血清を加えたMEMに連続的に希釈された0、5m
Lのウィルスを接種し、1〜2時間35℃で吸着させた。つぎに被感染細胞に、
20mL/フラスコのアガロース(lxバンク平衡食塩溶液、0.5%ラクトア
ルブミン加水分解物、1096ウシ胎児血清、0.12%重炭酸ナトリウム、0
.75%Seakem” GTGアガロース)を重層した。培養を35℃で7日
間、インキュベートした。つぎに、NaCl 8、Og/L、KCI 0.4g
/L、グルコース1.Og/LSNazHCO* 22.5mg/L、:、−ト
ラルレッド3.3mg/Lからなるニュートラルレッド染色液5mLを用いて培
養物を染色した。35℃で3〜5時間のインキュベーションののち、余分の染色
液を取り除き培養物はインキュベータに戻した。一般に、インキュベータ内で2
4〜36時間経過した後プラークがあられれた。
実施例16
、Efコード に 4 デン ウィルス 孝ここで、デング組換えDNA系によ
り、ウィルスDNAの5′および3°非コード領域ならびにコード領域における
欠失を含むデングウィルス突然変異体を構築することも可能となる。欠失突然変
異体は、アミノ酸置換突然変異体よりも、表現型の復帰が起きることが少ないと
いう利点を提供する。4型デング熱ウイルスゲノムの3゛非コード領域における
欠失突然変異の加工において進展がみられた。他の蚊媒介ワラビウイルスと同様
に、4型デング熱ウイルスは、保存配列1(C3−1)および保存配列2 (C
3−2)と呼ばれる伸張した保存配列と、3°非コード領域内の末端ステムアン
ドループを取り得る構造を含む。
ヌクレオチド30〜120個の範囲の欠失は、4型デング熱ウイルスRNAのヌ
クレオチド385個の3′非コ一ド配列のさまざまな位置において作製された。
C3−1領域に配列を欠いていても、ステムアンドループ構造は維持しているC
DNAクローンから転写された突然変異体RNAは、子孫ウィルスを生成せず、
これは、欠失ウィルスがほとんどの他の欠失構築物から回収されたことを示唆し
ている(図13)。これらの突然変異体および野生型ウィルス対照のプラーク検
定はC6/36細胞上で実施された。
この分析の結果、これらの突然変異体のほとんどが、欠失の位置と程度に応じて
1.0〜0.3cmの範囲の縮減サイズのプラークを形成したことが示された(
図14および15)。プラーク形態の変化は、これらの欠失突然変異体が増殖制
限表現型をあられしたことを示すものである。この欠失突然変異体のパネルは、
実験動物およびヒトに対する毒性低減など、その他の興味深い潜在的に重要な特
性をみせる。
実施例17
完全′キメラTBEV/DEN4 cDNAおよびキメラウィルスの生すでに、
TBEV (So f j i n株)のサブゲノムcDNA断片がクローン化
され、ヌクレオチド配列が決定された(前出のPletnev他、Virol。
gy (1990)参照)、TBEV配列のヌクレオチド(nt)76〜197
7を含むプラスミドpGEM2−CMEおよびヌクレオチド966〜3672を
含むpGEM2−ENSlは、E、Yu、Dobricova博士(Novos
ibirsk In5titute of Bioorganic Chemi
stry、ロシア)により、共有される制限酵素部位においてTREVセグメン
トを連結することにより、プラスミドp10、p4、p18、p2、pHから(
前出のPletnev他)提供された。プラスミドDEN4 pso−2および
p5’ −2(ΔPstl、Xhol)および誘導体p5’ −2(ΔPstl
。
Xhol、ΔHindlll)(前出のBray他、Proc、Nat 1.A
cad、Sci、USA、(1991))が、対応するDEN4遺伝子に代えて
1つ又はそれ以上のTBEV遺伝子を置換するための組換えcDNA構築物とし
て、用いられた。合成オリゴヌクレオチド(オリゴ)は、ポリメラーゼ連鎖反応
(PCR)により2本鎖DNAを生成するための負または玉鎖プライマーとして
用いられた。PCR特異的部位特異的突然変異誘発により、制限酵素開裂配列を
、TBEVおよびDEN4遺伝子間接合部またはその近くに導入した(図17)
。まず、示されたTBEV遺伝子を含む7個の中間キメラプラスミドが構築され
、安定な完全長TBEV/DEN4 cDNAが、大腸菌株BD1528 (前
出のLai他(1991)により説明されている)の形質転換後に同定された。
各プラスミド内のTBEVおよびDEN4遺伝子の間の接合部を囲む配列は、分
子生物学の分野で公知の技術を用いた核酸配列決定により確認された。すべての
キメラプラスミドは、第1のDEN4ヌクレオチドであるA残基が続く転写開始
点Gの上流に位置するSP6プロモーターを含んでいた。インビトロ転写の前に
、DEN4配列の3′末端の直後の唯一のAsp開裂部位において、プラスミド
を線状化した(前出のLai他、Proc、Nat 1.Acad、Sci、U
SA (1991)に説明された技術を用いて)。キメラウィルスの回収とその
特性の研究は、BL−3封じ込め設備において実施された。転写反応は、実質的
に、前出のLai他、Proc、Nat 1.Acad、Sc i、USA (
1991)に記載されているように実施された。トランスフェクションの前に、
37℃で15分間、40u/mLのDNaselを用いて転写混合物を処理した
。つぎに、RNA転写物は、(i)前出のLai他によりすでに述べられている
Lipofect in”(Bethesda Re5earch Labor
atories、 InC0)、または(ii) N −[1−(2,3−ジオ
レオイルオキシ)プロピル]−N、N、N−トリメチルアンモニウムメチルサル
フェート(DOTAP)(B。
ehringer Manneheim)の存在のもとで、セミコンフルエント
なサルLLCMKx細胞のトランスフェクションに用いられた。DOTAP ト
ランスフェクション条件のもとで、トランスフェクション混合物は、0.02m
MのHepes緩衝液40μL、pH7,05中にRNA転写物(2μg)、お
よび、Hepes緩衝液30μL中にDOTAP 12μLを含んでいた。室温
において10分間のインキュベーションの後、1096のウシ胎児血清(FBS
)を含む2mLの培地199を添加した。混合物0.5mLを、24穴プレート
の4つのウェル中の半融合性細胞に分注した。10日後、細胞をトリプシン処理
し、6穴プレートとチェンバースライドに移し、さらに2日間、増殖培地におい
てインキュベーションした。スライド上の細胞を免疫蛍光検定(IFA)により
試験し、1:100希釈のDEN4特異高度免疫マウス腹水(HMAF) 、T
BEF特異的HMAF、またはTBEV特異的ウサギ血清(Institute
of Po+iomyelitis、ロシア、モスクワのA、S、Karav
anov博士の好意により提供された)を用いてDEN4またはTBEV抗原の
存在を検出した。フルオレセイン接合抗マウスまたは抗ウサギ血清(Kirke
gaard−Perry、メリーランド州Gai thersberg)を同一
希釈で用いた。
IFAにより50〜8096の細胞が感染したことが示された場合には、6穴プ
レート内の細胞をトリプシン処理し、2倍量の非感染細胞と混合し、17%フラ
スコ中で6日間増殖させた。つぎに、被感染細胞を培地とともに収穫し、同一容
積のウシ胎児血清と混合し、細胞懸濁液として凍結した。解凍された細胞溶解物
を、子孫キメラウィルスの源として用いた。Lipofectin”またはDO
TAPを用いたトランスフェクション実験により、TBE (ME)/DEN4
およびTBE (CME)/DEN4のみが同定された。子孫ウィルスは免疫蛍
光検定により同定された。
vTBEV (ME)/DEN4と呼ばれる子孫キメラTBE (ME)/DE
N4ウィルスのゲノム構造を証明するために、Mackow他、Virolog
y第159巻217〜218頁(1987)に提供される技術を用いたフェノー
ル抽出により、総細胞RNAを感染LLCMK2細胞から分離した。DEN4配
列のヌクレオチド(nt)位置5090−5110 (Mackow他、Vir
ology第159巻217〜228頁1987参照)に対して相補的なオリゴ
5゜GCTCCGGGGTGTAAGTCCATT3° (配列番号16)を、
逆転写のためのプライマーとして用いた。一本鎖cDNAを鋳型として用い、D
EN4配列のnt位置18〜44のオリゴ5’ GACCGACAAGGACA
GTTCCAAATCGGA3° (配列番号17)をPCRの玉鎖プライマー
として、TBEV配列のnt位置2130〜2152のオリゴ5° CTTTT
TGGAACCATTGGTGACT3’ (配列番号18)を角鋼プライマー
として用いた。
デング熱ウィルスに関連するヌクレオチド位置については、Zhao他、Vir
o l ogy第155巻77〜88頁1986参照。ダニ媒介脳炎ウィルスに
関連するヌクレオチド位置については、前出のPletnev他、Virolo
gy(1990)を参照。制限酵素部位の存在を証明するため、2118塩基対
(bp)のPCRDNA産物は、Ps t L Bglll 、またはEcoR
Iで消化された。同様に、オリゴ5° GTCCGGCCGTCACCTGTG
ATT3’(配列番号19)およびオリゴ5°TCACGGTGCACACAT
TTGGAAAAC3’ (配列番号20)(これらはそれぞれ、3459〜3
480ntのDEN4ゲノムに相補的、および、967〜985ntのTBEV
ゲノムの角鋼に相補的である)を、PCRに用いた。DNA配列を証明するため
、PCR産物は、EcoRI、Ps t I、BamHI、Xhol、または5
phIで消化された。vTBE (ME)/DEN4ゲノムからのPCRDNA
産物(2118bp)は、HindlllおよびBamHI制限エンドヌクレア
ーゼ酵素を用いて消化された。Hi n dllI −B amHI−サブフラ
グメント(1922bp)をPAGEにより精製し、相補的な制限部位において
pGEM3ベクター内にクローン化した。DEN4 (300〜398nt)の
C遺伝子とTBEV (418〜460nt)のpreM遺伝子の間の接合部の
配列は、核酸配列決定により確認された。
TBE/DEN4キメラDNΔの構築に用いられたオリゴヌクレオチドは以下の
ものを含む。
TBEV特異的オリゴ
5’ CCGGTTTATAGATCTCGGTGCACACATTTGGAA
AAC+ (配列番号21)
5° CTCCATTGTCTGCATGCACCATTGAGCGGACAA
GCCC−(配列番号22)
5°CTTAGGAGAACGGATCCTGGGGATGGCCGGGAAG
GCCATTCTG+ (配列番号23)5’ GGCAAAAGAAGGTC
TGCAGTAGACTGGACAGGTTGG+ (配列番号24)
5° GAAGGAAGCTCATGGACATGGTCGGATTCCTCG
AGTTCAGGCCCAACCAGGC−(配列番号25)5°CCTGGC
CTGGTTGGGCCGAACTCGAGGAATCCGACCATGTC+
(配列番号26)5° GTCCAGTCTACTGCAGACCTTCTT
TTGCCACGTCTTTG−(配列番号27)
DEN4特異オリゴ
5’ TACGCATCGGGATCCGTAGGATGGGGCGACCAG
CAT−(配列番号28)
5’ TCACAGGTGCATGCCGGACAGGGCACATCAGAA
ACT+ (配列番号29)
5’ CAGCAATGTTACTGCAGACCTTTTTCTCCCGTT
C−(配列番号30)
5’ GGGAGAAAAAGGTCTGCAGTAACATTGCTGTGC
TTGATTCCC+ (配列番号31)配列番号23は、DEN4の5゛非コ
一ド領域/TBEVカプシド接合を作製するために用いられ、B g I II
/B amH1部位を形成した。配列番号30および24は、DEN4 C/T
BEV preM接合を作製するために用いられ、Pstl/Pst1部位を形
成した。配列番号28および21は、DEN4 preM/TBEV E接合を
作製するために用いられ、BamHI/BgllI部位を形成シタ。DEN4
NSI/TBEV NSI接合は、配列番号26を用いて作製され、Xhol/
XhoI部位を形成した。TBEV E/DEN4 NSI接合は配列番号25
を用いて作製され、Xhol/Xho1部位を形成した。TBEV C/DEN
4 preM接合は配列番号27および31を用いて作製され、PstI/Ps
t1部位を形成した。TBEV NSI/DEN4 N52A接合は配列番号2
2および29を用いて作製され、sph I/Sph I部位を生成した。
配列に付した+および−の符号は、それぞれ上流および下流のプライマーを示す
。
実施例18
キメラピリオンの ンパ
DEN4v 2A (XhoI> 、完全長4型デング熱ウイルスcDNA構築
物、または、vTBE (ME)/DEN4により生成されるタンパク質を分析
するために、6穴プレート内のコンフルエントなLLC−MK2細胞を、MOI
1. 0で各ウィルスに感染させた。感染の6日後、前出のLai他、Pro
c、Natl、Acad、Sc i、USA (1991)に述べられているよ
うに、メチオニン非含有MEM (イーグル最小必須培地)中のssSメチオニ
ン(ウェルあたり60μCi、比放射能600Ci/mmole)で4時間にわ
たり、細胞を標識した。1)TBEV特異的HMAF、2)DEN4特異的特異
的8壱AFTBEVEに対して作製されたウサギ血清、または、4)DEN4
preM、E、NS3、または、NS5タンパク質に特異なウサギ抗血清を用い
て、溶解物を免疫降させた。前出のLaemmliにより説明される技術を用い
て、変性条件下でPAGEにより免疫沈降物を分析した。
時間に対するタンパク質合成の分析
Tz、−y−yスコに入れたり、LC−ME2またはc6/36細胞単層に、M
OIIで、vTBE (ME)/DEN4またはDEN4 (v2A (Xho
I))を感染させた。37℃で1時間の吸着の後、ウィルス接種物を取り出し、
新鮮培地を細胞に添加した。タンパク質合成の分析のため、ウィルス吸着後さま
ざまな時間(0,4,8,24,48時間)経過した被感染細胞を、メチオニン
非含有MEMとともに、20分間インキュベートし、同じ培地中で2時間にわた
り、1118メチオニンで標識した。標識された細胞の溶解物をDEN4特異的
特異的8壱AFて沈降させ、PAGEおよびオートラジオグラフィにより分析し
た。
実施例19
キメラ の
親DEN4およびそのキメラウィルスは、サルL L C−M K aおよび蚊
c6/3G細胞上のプラーク検定により、調べられた。プラーク検定の技術は前
出のBancroft他に説明されている。図19に示されている増殖分析は、
感染後のさまざまな日付に、DEN4またはTHE (ME)/DEN4に感染
したLLCMK2およびC6/36培養中に存在するウィルスの量を計量するこ
とにより、実施された。感染およびウィルス吸着の後、培養を収穫し、各培養を
プラーク検定によりサンプリングした。Lo g (p f u/mL)で表し
たウィルス力価の変化は、時間に対する増殖曲線として与えられている。
実施例20
ウィルスRNAム の
ウィルスRNA合成の分析のために、被感染LLC−MK2またはC6/36細
胞(約106個の細胞)をウィルス吸着後のさまざまな時間(0,4,8,24
,48時間)に収集し、0.5mLのリン酸緩衝生理食塩水(PBS)pH7,
5で洗浄し、ついで、0.3M NaAc、pH5,2,5mM EDTA、1
%SDSを含む緩衝液中に溶解した。前出のManiatis他により提供され
る技術を用いて、フェノール抽出により、総RNAを細胞溶解物および培地から
分離した。60℃で15分間、7.596 (wt/vo I)ホルムアルデヒ
ドを含む6xSSC(1xSSCは、0.15M NaClおよび0.015M
クエン酸ナトリウム)中でのインキュベーションにより、RNA試料は変性され
、ニトロセルロースフィルターBA85 (Schleicherおよび5ch
ue 目)に接合された。フィルターは80℃で1時間焼かれ、6xSSC,3
XDenhardt溶液、25mMのNaxHPOa (pH6,5) 、0.
1%SDS。
25μg/mLのサケ精子DNAを含む溶液中において、65℃で1時間、プレ
ハイブリダイゼーションされた。ニックトランスレーションされたS″P標識p
TBE (ME)/DEN4 DNAプローブ(50n g/mL、比放射能3
.4×10’cpm/μg)を含む同じ溶液中で、65℃で一晩、7%イブリダ
イゼーションが続けられた。ハイブリダイゼーションの後、65℃で、0.1%
SDSを含む0.1xSSC中でフィルターを5回洗浄し、乾燥し、70℃でX
線フィルムに曝した。また、RNAにハイブリダイズされた32P標識DNAの
放射能が、液体シンチレーションカウンターで計測された。pTBE (ME)
/DEN4からインビトロで作製されたRNA転写物が、陽性対照として用いら
れた。
実施例21
ワクチン。 の方′六 とキメラウィルスの 経 主の−vTBE (ME)/
DEN4および親デング熱ウィルスは、マウスに脳内(IC)、皮肉(ID)、
腹腔内(IP)経路により接種することにより、神経毒性について分析された。
生後3日の乳児B A L B / cマウスに、0.02mLMEM10.2
596ヒト血清アルブミン中にウィルス10”p f uを加えて、IC注射で
投与した。生後6週のB A L B / c雌マウスに、(i)10”pfu
のウィルスを上記のとおり希釈し、容積0.03mLにしてIC接種により投与
、または、(ii)0.10mLに希釈した1 0”p f uのウィルスをI
DまたはIP接種した。
マウスは、21日間、脳炎の徴候や死亡について観察され、生き延びた成体マウ
スは、感染の20日後に採血して接種されたウィルスに対する抗体反応を評価し
た。生存マウスに対しては、第2181こ、BL−4封じ込め設備において、1
03LDsoTBEV (Sof j i n株)をIP投与した。
実施例22
キメラウィルス 然 の および 1
分子生物学の当業者に公知の標準的オリゴPCR操作手順にしたがい、部位特異
的突然変異誘発を用いて、TBEV (ME)/DEN4構築物に突然変異を導
入した(下記のオリゴ配列参照)。得られた構築物は、実施例17に開示された
技術を用いて、LLC−MK2細胞内にトランスフェクションされた。突然変異
誘発された構築物から回収した子孫ウィルスは、実施例19において提供されて
いる技術を用いてプラーク形態の変化について評価された。キメラウィルスゲノ
ムの予め定められた領域内に改変を系統的に達成するために、完全長TBE (
ME)/DEN4cDNA構築物に戦略的突然変異を導入した。6個の突然変異
キメラが、トランスフェクションされたL L C−M K a細胞から回収さ
れ、子孫ウィルスが、マウス神経毒性を誘導する能力について分析された。さら
に、他のウィルス増殖特性が、培養細胞において評価された。図23に示すよう
に、PreMSE。
または、NSIグリコタンパク質における切断されたグリコジル化部位を含む4
つのウィルス突然変異が、示された部位におけるグルコシル化欠損を示すものと
予測された。変異”PreM/M−は、PreM/M遺伝子間接合部において欠
陥開裂配列を含んでいた。変異°Eは、2つのアミノ酸置換を含み、これらの置
換が選択された理由は、これらのアミノ酸が蚊媒介ワラビウイルス内にのみ見ら
れるからである。
突然変異は、標準的オリゴPCR起動手順にしたがい、部位特異的突然変異誘発
により、THE (ME)/DEN4構築物に導入された。要するに、玉鎖オリ
ゴおよびその相補的角鋼オリゴは、それぞれ突然変異配列と唯一の制限酵素部位
を含んでいるが、PCRにおいて、それぞれ下流または上流プライマ一対のオリ
ゴとともに用いられる。両方のPCR産物は、共有される唯一の制限酵素部位に
おいて連結された。このようにして、突然変異された配列を含む、DNA断片産
物が作製され、完全長THE (ME)/DEN4 cDNAにおける対応する
野生型DNA断片を置換した。以下は特異的突然変異体キメラDNAおよび構築
に用いられたオリゴヌクレオチドのリストである。
(1)変異P r eM/M−G I c :5° GCGGCAACCCAG
GTGCGTGTCGATCGTGGCACCTGTGTGATCCTGG+
(配列番号32)5’ CCAGGATCACACAGGTGCCACGATC
GACACGCACCTGGGTTGCCGC−(配列番号33)(2)変異E
−Glc:
5’ GGGGGATTACGTCGCTGCTCTAGAGACTCACAG
TGGAAGAAAA+ (配列番号34)5° TTTTCTTCCACTG
TGAGTCTCTAGAGCAGCGACGTAATCCCCC−(配列番号
35)(3)変異NSI (1)−Glc :5° TTCACCCCAGAA
GCAAGGATCCGCACATTTTTAATAGACGGAC+ (配列
番号36)5’ GTCCGTCTATTAAAAATGTGCGGATCCT
TGCTTCTGGGGTGAA−(配列番号37)(4)変異NSI (2)
−Glc・
5’ TGGATAGAGAGCTCAAGGATCCAGACTTGGCAG
ATAGAGA+ (配列番号38)
(LD50)が各ウィルスについて算出され、その値がマウス神経毒性の基盤と
5’ TCTCTATCTGCCAAGTCTGGATCCTTGAGCTCT
CTATCCA−(配列番号39)
(5)変異P r e M/M :
5° GGATCAAGAACAAGACGCGTAGTGCTGATCCCA
TCCCAC+ (配列番号40)
5’ GATGGGATCAGCACTACGCGTCTTGTTCTTGAT
CCTTCTTG (配列番号41)
(6)変異E。
5° AGAGACCAGAGCGATCGAGGCTGGGGCAACGGG
TGTGGATTTTTTGGAAAA+ (配列番号42)5° GCC’C
CAGCCTCGATCGCTCTGGTC:TCTCTTACACACTTA
CGACGG−(配列番号43)さらに、上流プライマーは(配列番号44)5
°GACCGACAAGGACAGTTCCAAATCGGA+および下流プラ
イマーは(配列番号45)5° CTTGAACTGTGAAGCCCAGAA
ACAGAGTGATTCCTCCAACAGCTATGCA−
実施例23
マウスにおCる 経 のl析
さらに、突然変異されたキメラウィルス調製物は、マウスにIC接種され、実施
例21に提供されている技術を用いて、DEN4、THE (ME)/DEN4
およびTBE (CME)/DEN4と比較された。試験動物の半数を死亡させ
るのに必要な致死量が、突然変異キメラウィルスの各々について比較された。生
後6週間のB A L B / cマウスの8匹ずつのグループに、さまざまな
変異キメラ、TBE (ME)/DEN4、TBE (CME)/DEN4、ま
たはDEN4を、1000.100.10、■、0.1pfuの投与量で、脳内
接種した。被感染マウスは、31日間、脳炎の徴候および死亡について観察され
た。50%致死量ルブミンに希釈した合計3X106pfuのウィルスを接種す
る。通常、麻酔されして用いられた。図24に示すように、親TBE (ME)
/DEN4ウィルスのLD50は約10pfuであった。このレベルのLD50
は、いくつかの変異ウィルスについても観察された。少なくとも2つの突然変異
体、すなわち’N5I(1)−Glc−および” P r e M/M−のLD
50は、100pfuよりも大きく、これらの突然変異体のマウス神経毒性は1
00倍以上減少したことを示している。
1−”#J19Jk−4凹’J)5L r fX→r1m 9 。
(2)血液採取・デング熱ウィルスまたはキメラデング熱ウィルスの接種の後、
3.0mLの血液試料を2週間のあいだ毎日と、3週目、4週目、6週目、8週
目に採取する。
(3)デング熱ウィルスまたは他のフラビウイルスの投与:ウィルス投与が、配
列表
(1)一般情報:
(i)出願人・
厚生省長官により代表されるアメリカ合衆国レイ、チン−ジュー(アメリカ合衆
国のみ)プレイ、マイケル(アメリカ合衆国のみ)メン、ルーエ(アメリカ合衆
国のみ)
ペテル、ミシェル(アメリカ合衆国のみ)(ii)発明の名称:キメラおよび/
または増殖制限されたワラビウイルス
(iii )配列数;45
(iv)通信宛先:
(A)名宛人:クノービ、マーテンズ、オルソン アンド ベアー(B)住 所
二ニューボート センター ドラ41620番地 16階
(C)都 市:ニュー ポート ビーチ(D)州 :カリフォルニア
(E)国 :アメリカ合衆国
(F)郵便番号: 92660
(V)コンピューター読取り形態:
(A)媒体種類:フロッピーディスク
(B)コンピュータ:IBMPC互換
(C)オペレーティングシステム:
PC−DO3/MS−HO3
(D)ソフトウェア:Patentlnリリース#1.0、バージョン#125
(vi)現在の出願データ
(A)出願番号:
(B)出願日:
(C)分類:
(viii)弁理士/代理人情報:
(A)姓名:アルトマン、ダニエル イー(B)登録番号:34,115
(C)参照/書類番号:NlHO24,024HPC(ix)通信情報:
(A)電話番号: 714−760−0404(B)ファクシミリ番号: 71
4−760−9502(2)配列番号1についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ、18塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数=1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類: cDNA
(iii )ハイポセテイカル配列=NO(iv)アンチセンス、No
(xl)配列記述:配列番号1・
^AGGCTATGCCACGCAAA 18(2)配列番号2についての情報
:
(i)配列の特wI:
(A)配列の長さ、33塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数−1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセティカル配列二N0(iv)アンチセンス、No
(xi)配列記述:配列番号7゜
CAAAAGGGGG CCCAAGACTA GAGGTTACAG G^G
^印36(2)配列番号8についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ=39塩基対
(B)配列の型−核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセティカル配列=NO(iv)アンチセンス二N0
(xi)配列記述:配列番号8:
CAAAAGGGGG CCCAACA^^A ACAGCATATT GAC
GC”rGGG 39(2)配列番号9についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ:39塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類: cDNA
(iii )ハイボセテイカル配列=NO(iv)アンチセンス:No
(xi)配列記述:配列番号9:
CAAAAGGGGG CCCAACAGAG ATCCTGCTGCTGTC
TCTGC39(2)配列番号10についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ:28塩基対
(B)配列の型・核酸
(C)鎖の数、1本鎖
(D)トポロジー・直鎖状
Qi)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセティカル配列=N。
(iv)アンチセンス二N。
(xi)配列記述:配列番号10:
GAGCTGGTACCAGAACCTGT TGGATCAA 28(2)配
列番号11についての情報:
(i)配列の特徴・
(A)配列の長さ:36塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセティカル配列二N。
(iv)アンチセンス二N0
(xi)配列記述:配列番号11:
CCTGGCTTGG GCCCCCGCGT ACAGCTTCCG TGG
CGC36(2)配列番号12についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ:36塩基対
(B)配列の型・核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー・直鎖状
(11)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセティカル配列=NO(iv)アンチセンス:No
(xi)配列記述:配列番号12−
CCTGGCTTGG GCCCCGGAGCTACAGGCAGCACGGT
r 36(2)配列番号13についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ=36塩基対
(B)配列の型・核酸
(C)鎖の数二1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(11)配列の種類: cDNA
(iii )ハイボセティカル配列=NO(1〜・)アンチセンス:No
(xl)配列記述:配列番号13:
CCTGGCTTGG GCCCCCGTGG CACAAGTGGCCTGA
CT 36(2)配列番号14についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ:39塩基対
(B)配列の型・核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセティカル配列:N。
(iv)アンチセンス=N。
(xi)配列記述:配列番号14:
CCTGGCTTGG GCCCCTTACA GAACTCCTTCACTC
TCTGA 39(2)配列番号15についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ;23塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数=1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセティカル配列=NO(iv)アンチセンス・N。
(xi)配列記述:配列番号15;
GCCTCCATGG CCATATGCTCAGC23(2)配列番号16に
ついての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ=21塩基対
(B)配列の型、核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセティカル配列、NO(iv)アンチセンス、No
(xi)配列記述 配列番号16
GCTCCGGGGT GTAAGTCCAT T 21(2)配列番号17に
ついての情報・
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ:27塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数・1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセティカル配列−NO(iv)アンチセンス二N0
(xi)配列記述:配列番号17:
GACCGACAAG GACAGTTCCA AATCGGA 27(2)配
列番号18についての情報=
(i)配列の特徴;
(A)配列の長さ=22塩基対
(B)配列の型 核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセティカル配列−NOUv)アンチセンス二N0
(xi)配列記述:配列番号18:
CTTrTTGG^^ CCATTGGTGA CT 22(2)配列番号19
についての情報。
(i)配列の特徴・
(A)配列の長さ:21塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数・1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類: cDNA
(iii )ハイポセティカル配列:N。
(iv)アンチセンス二N。
(xi)配列記述:配列番号19:
GTCCGGCCGT CACCTGTGAT T 21(2)配列番号20に
ついての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ=24塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ハイボセティカル配列:N。
(iv)アンチセンス:N。
(xi)配列記述、配列番号20:
TCACGGTGCA CACATTTGGA AAAC24(2)配列番号2
1についての情報。
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ:36塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー・直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセティカル配列−N。
(iv)アンチセンス・N。
(xi)配列記述:配列番号21:
CCGGTTTATA GATCTCGGTG CACACATrTG GA^
^AC36(2)配列番号22についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ:37塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセティカル配列=N。
(iv)アンチセンス二N。
(xi)配列記述・配列番号22:
CTCCATTGTCTGCATGCACCATTGAGCGGA CAAGC
CC37(2)配列番号23についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ:43塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー・直鎖状
(ii)配列の種類 c DNA
(iii )ハイポセティカル配列・N。
(iv)アンチセンス二N。
(xi)配列記述、配列番号23・
CTTAGG、AGAA CGGATCCTGG GGATGGCCGG GA
AGGCCATT CTG 43(2)配列番号24についての情報
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ:36塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセティカル配列二N。
(iv)アンチセンス−N。
(xl)配列記述:配列番号24:
GGCAAAAGAA GGTCTGCAGT AGACTGGACA GGT
TGG 36(2)配列番号25についての情報・
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ一52塩基対
(B)配列の型 核酸
(C)鎖の数=1本鎖
(D)トポロジー、直鎖状
(11)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセティカル配列 N。
(1v)アンチセンス二N0
(xl)配列記述:配列番号25
GAAGGAAGCT CATGGACATG GTCGGATTCCTCGA
GTTCAG GCCCAACCAG GC52(2)配列番号26についての
情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ・41塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数、1本鎖
(D)トポロジー・直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセティカル配列 N。
(iv)アンチセンス二N0
(xi)配列記述:配列番号26:
CCTGGCCTGG TrGGGCCGAA CTCGAGGAAT CCG
ACCATGT C41(2)配列番号27についての情報:
(i)配列の特徴。
(A)配列の長さ:38塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類: cDNA
(iii )ハイポセティカル配列=NO(iv)アンチセンス二N0
(xi)配列記述:配列番号27:
GTCCAGTCTA CTGCAGACCT TCTTTrGCCA CGT
CmG 38(2)配列番号28についての情報。
(i)配列の特徴;
(A)配列の長さ一36塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセテイカル配列二NO(iv)アンチセンス・No
(xi)配列記述:配列番号28:
TACGCATCGG GATCCGTAGG ATGGGGCGACCAGC
AT 36(2)配列番号29についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ:36塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジーこ直鎖状
(ii)配列の種類: cDNA
(iii )ハイポセティカル配列=NO(iv)アンチセンス二N0
(xi)配列記述:配列番号29:
TCACAGGTGCATGCCGGACA GGGCACATCA GAAA
CT 36(2)配列番号30についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ=34塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセティカル配列=NO(iv)アンチセンス=NO
(xi)配列記述:配列番号30:
CAGCAATGTT ACTGCAGACCTmTCTCCCGTTC34(
2)配列番号31についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ:42塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセティカル配列:NO(iv)アンチセンス:No
(xi)配列記述:配列番号31:
GGGAGAAAAA GGTCTGCAGT AACATTGCTG TGC
TTGATrCCC42(2)配列番号32についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ・46塩基対
(B)配列の型、核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類: CDNA
(iii )ハイポセティカル配列、NO(iv)アンチセンス=NO
(xi)配列記述:配列番号32:
GCGGCAACCCAGGTGCGTGT CGATCGTGGCACCTG
TGTGA TCCTGG 46(2)配列番号33についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ、46塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数、1本鎖
(D)トポロジー・直鎖状
(ii)配列の種類 c DNA
(iii )ハイポセテイカル配列・No(iv)アンチセンス・No
(xi)配列記述:配列番号33゜
CCAGGATCACACAGGTGCCA CGATCGACACGCACC
TGGGT TGCCGC46(2)配列番号34についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ:43塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセティカル配列=NO(iv)アンチセンス:No
(xi)配列記述:配列番号34:
GGGGGATTACGTCGCTGCTCTAGAGACTCA CAGTG
GAAG^AA^ 43(2)配列番号35についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ:43塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数=1本鎖
(D)トポロジー、直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセティカル配列:NO(iv)アンチセンス=NO
(xi)配列記述:配列番号35:
TTTTCTrCCA CTGTGAGTCT CTAGAGCAGCGACG
TAATCCCCC43(2)配列番号36についての情報:
(i)配列の特徴:
(A>配列の長さ=43塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー、直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセティカル配列 N。
(1v)アンチセンス・N。
(xi)配列記述:配列番号36:
TrCACCCCAG AAGCAAGGAT CCGCACATTr TTA
ATAGACG GAC43(2)配列番号37についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ・43塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー・直鎖状
(ii)配列の種類: cDNA
(iii )ハイポセティカル配列・N。
(iv)アンチセンス二N。
(xi)配列記述 配列番号37゜
GTCCGTCTAT TAAAAATGTG CGGATCCTTG CTT
CTGGGGT G^^ 43(2)配列番号38についての情報・
(i)配列の特徴。
(A)配列の長さ・40塩基対
(B)配列の型、核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(11)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセティカル配列、N0(iv)アンチセンス・N。
(xi)配列記述:配列番号38二
TGGATAGAGA GCTCAAGGAT CCAGACTrGG CAG
ATAGAGA 40(2)配列番号39についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ、35塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数=1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類: cDNA
(iii )ハイポセティカル配列二N。
(iv)アンチセンス:No
(xi)配列記述:配列番号39:
CCCATATATA mTTCCCCT TTACACTCTG TCATC
35(2)配列番号40についての情報・
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ=39塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数=1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類: cDNA
(iii )ハイボセティカル配列 N。
(iv)アンチセンス=N。
(xi)配列記述:配列番号40:
GGATCAAGAA CAAGACGCGT AGTGCTGATCCCAT
CCCAC39(2)配列番号41についての情報・
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ=41塩基対
(B)配列の型・核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ノゾポセテイカル配列二N0(iv)アンチセンス=NO
(xi)配列記述:配列番号41:
GATGGGATCA GCACTACGCG TCTTGTTCTT GAT
CCTrCTT G 41(2)配列番号42についての情報・
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ=51塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ハイポセテイカル配列 No(iv)アンチセンス二N0
(xi)配列記述:配列番号42:
AGAGACCAGA GCGATCGAGG CTGGGGCAACGGGT
GTGGAT TTmGGAAA A 51(2)配列番号43についての情報
:
(i)配列の特徴・
(A)配列の長さ:45塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(iii )ハイボセテイカル配列・N。
(iv)アンチセンス=NO
(xi)配列記述:配列番号43:
GCCCCAGCCT CGATCGCTCT GGTCTCTCTT ACA
CACTrACGACGG 45(2)配列番号44についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ:27塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(ii)配列の種類: cDNA
(iii )ハイポセティカル配列二N0(4v)アンチセンス:No
(xi)配列記述:配列番号44:
GACCGACAAG GACAGTrCCA AATCGGA 27(2)配
列番号45についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)配列の長さ=49塩基対
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数=1本鎖鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類: cDNA
(iii )ハイポセティカル配列二NO(iv)アンチセンス二N0
(xi)配列記述:配列番号45:
CTTGAACTGT GAAGCCCAGA ^^CAGAGTGA TrC
CTCC^^CAGCTATGC八 49図1
図2A
図2B
RNΔトランスフェクション後の日数
図3
図4
図5
図6
図9
M IA IB IC2A 2B 2CM図10
+ + Pstl
2A 2A(円 2A 2A(P) M図11
一一書一一−
図12
う回
図14
ダミー Δ3’、 172−113 Δ3’、 172−143 野生型図15
野生型 △3’、 243−183 Δ3°、 303−183 Δ3°、 3
84−183図16
開裂
図18
14−−L−一一一□−
図20
補正書の翻訳文提出書(特許法第1&4条の8)1.特許出願の表示
国際出願番号 PCT/US 921079162、発明の名称
住 所 アメリカ合衆国、zossz、ワシントン、ディー、シー。
国 籍 アメリカ合衆国
4、代理人
住 所〒1.03東京都中央区東日本橋3丁目4番10号第3〜第5頁:
他(1987)Virology第159巻217〜228頁;B、Zhao他
(1986)Virology第155巻77〜88頁;に、Osa’tom+
およびH,Sumi yoshi (1990)Vi roIogy第176巻
643〜647頁;A、1rie他(1989)Gene第75巻197〜21
1頁;P。
児Mason他(1987)Viro1ogy第161巻262〜267頁;Y
、S、Hahn他(1988)Virology第162巻167〜180頁)
。
これらの研究の成果は、デング熱ウィルスの4つの血清型が共通のゲノム構成を
もつことを示している。4型デング熱のカリブ株814669のゲノムは106
46個のヌクレオチドを含むことがわかっている(E、 Ma c k ow他
(1987)Vi roIogy第159巻217〜22B頁;B、Zhao他
(1986)Viro1ogy第155巻77〜88頁)。5゛末端における最
初の101個のヌクレオチドおよび3′末端における最後の384個はコードし
ていない。残りの配列は、3386個のアミノ酸ポリタンパク質をコードしてお
り、これには、3つの構造タンパク質、すなわち、カプシド(C)、プレメンブ
レン(pre−M)、エンベロープ(E)がそのN末端に含まれ、7個の非構造
タンパク質が上述した順序で続いている。これは、これまでに識別されたすべて
のフラビウイルスゲノムに共通している。ポリタンパク質は、細胞信号ペプチダ
ーゼにより、および、ウィルスプロテア−
ゼにより、11個以上のウィルスタンパク質を生じるようにプロセス(L。
Markoff (1989)J、Vi rob、第63巻3345〜3352
頁:B、Fa1gout他(1989)J、Virol、第63巻1852〜1
860頁;B、Fa1gout他(1991)J、Virol、第65巻246
7〜2476頁;H,HoriおよびC,J、Lai (1990)J、Vir
ol。
第64巻4573〜4577頁)。
我々はすでに、感染性RNAの転写のための鋳型として用いることのできる完全
長デング熱ウィルスcDNAを構築した。我々は、安定的にクローンされた完全
長デング熱ウィルスcDNAを得、DNA鋳型から派生した(インビトロ)試験
管内RNA転写物が培養中の細胞に対して感染性をもつことがわかった。しかし
ながら、この感染性構築物と、そこから生成された感染性RNA転写物は病原性
である。さらに、これまでに生成された弱毒化デング熱ウィルスは遺伝学的に不
安定で、時間がたつと病原性形態に逆戻りする可能性を有している。それでも、
弱毒化ウィルスは望ましい。その理由は、弱毒化ウィルスにより長期間持続する
免疫が得られることが一般に知られているからである。したがって、この構築物
またはキメラ構築物を病原性の低いウィルスの産生を導くように改変すれば、弱
毒化フラビウイルスワクチン技術において相当の進歩となるだろう。したがって
、我々は、ここに開示するとおり、cDNAの3゛非コード領域において一連の
欠失を構築し、活性デング熱ウィルス突然変異体を回収して増殖特性を分析した
。
ワラビウイルス科のその他のウィルスもやはり病原性である。その例としては、
ダニ媒介脳炎ウィルスおよび日本脳炎ウィルスがあげられる。弱毒化デング熱ウ
ィルスワクチンのように、弱毒化ダニ媒介脳炎ウィルス(TBEV)ウィルスは
、遺伝学的に不安定で免疫性に乏しい傾向があった。したがって、他の弱毒化フ
ラビウイルスワクチンも、技術におけるかなりの前進となるであろう。すなわち
、本発明は、さらに、他のワラビウイルスに対するワクチン製造のための遺伝子
操作およびキメラウィルス開発のフレームワークとして、デング熱ウィルスや別
のフラビウイルスの改変完全長組換えcDNA構築物を採用する。
ダニ媒介脳炎ウィルス(T B E V)は、ダニによってのみ媒介され、血清
学的に区別できる2つのサブタイプに分類される。ロシアのシベリア地方と極東
地方に優勢な東部サブタイプ(プロトタイプ株5ofjin)と、ヨーロッパ東
部および中央部に見られる西部サブタイプ(プロトタイプ株Neudorf ]
)である。TBEVは、死亡率が1〜30%の重い脳炎を引き起こす。TBEV
の詳細についてはCa1isher他(J、Gen、Virol、第70巻37
〜43頁)を参照されたい。現在、TBEVのホルマリン不活化により製造され
た試験的TBEワクチンが入手できるが、このワクチンはいくつかの制約を有し
ている。
たとえば、このワクチンの免疫原性は十分ではないため、防御免疫反応を生じさ
せるためには繰返し接種が必要である。ワクチンに対する抗体反応があった場合
でも、このワクチンは、個体群の20%において、ウィルスに対する防御反応を
提供することができない。したがって、より改良されたTBEVワクチンが必要
とされている。
光吸例概要
一態様において、本発明は、少なくとも2つのワラビウイルスから由来した核酸
を含む、組換えDNA構築物を提供する。この構築物は、ダニ媒介脳炎ウィルス
(TBEV)からの2つ以下の構造タンパク質を作動可能(operably)
にコード化する核酸領域を含む。この領域は、TBEV以外のワラビウイルスか
らの構造タンパク質を作動可能にコード化する核酸領域に結合する。好ましくは
、この構築物は、ダニ媒介脳炎ウィルスからの2つ以下の構造タンパク質を作動
可能にコード化する核酸領域に結合する、ワラビウイルスカプシドタンパク質を
作動可能にコード化する核酸領域を含む。カプシドタンパク質および非構造タン
パク質をコード化する核酸領域は、好ましくは、4型デング熱ウイルスなどのデ
ング熱ウィルス由来のものである。好ましい形態において、この構築物は、少な
くとも2つのフラビウイルスに由来する核酸内に、少な(とも1つの突然変異を
含む。
この好ましい形態の一実施例において、突然変異は、NSI (1)タンパク質
グリコジル化を排除する。この形態の別の実施例において、突然変異は、成熟フ
ラビウイルスメンブレンタンパク質の産生を妨害する。突然変異がウィルス増殖
速度に影響することが好ましい。さらに、本発明は、これらの組換えDNA構築
物に対応するRNA転写物を含む。
本発明の別の態様において、フラビウイルス由来のゲノムを有するキメラウィル
スが得られる。このキメラウィルスは、ダニ媒介脳炎ウィルスからの2つ以下の
構造タンパク質をコード化する核酸領域と、他のフラビウイルスからの非構造タ
ンパク質をコード化する核酸領域とを含む。好ましくは、このウィルスは、ワラ
ビウイルスファミリーの他のメンバーからのカプシドタンパク質をコード化する
核酸領域を含む。ダニ媒介脳炎ウィルスからの核酸は、プレメンブレンおよび/
またはエンベロープタンパク質など、多数のタンパク質のどれでもコード化する
ことができる。他のフラビウイルスからの非構造タンパク質をコード化する核酸
は、好ましくは、4型デング熱ウイルスなどのデング熱ウィルスである。一実施
例において、本発明の本態様のキメラウィルスは、核酸内に少なくとも1つの突
然変異を含む。この突然変異は、NSI (1)タンパク質グリコジル化を排除
する突然変異や、成熟フラビウイルスメンブレンタンパク質の産生を妨害する突
然変異など、多数の形態のいずれをとってもよい。突然変異がウィルス増殖速度
に影響することが好ましい。
本発明の別の態様によれば、ダニ媒介脳炎ウィルスのプレメンブレンおよびエン
ベロープタンパク質をコード化する核酸領域と、別のフラビウイルスからのカプ
シドタンパク質をコード化する核酸領域と、同じフラビウイルスからの非構造タ
ンパク質をコード化する核酸領域とを含むキメラウィルスが得られる。フラビウ
イルスは、たとえば、4型デング熱ウイルスなどのデング熱ウィルスである。
本発明の本態様において、好ましい形態のキメラウィルスは、ダニ媒介脳炎ウィ
ルスのプレメンブレンおよびエンベロープタンパク質をコード化する核酸領域内
に少なくとも1つの突然変異を含む。突然変異は、成熟フラビウイルスメンブレ
ンタンパク質の産生を妨害するものを用いることができる。別の好ましい形態に
おいて、キメラウィルスは、他のワラビウイルスからの核酸領域内に少なくとも
1つの突然変異を含む。この突然変異は、NSI (1)タンパク質グリコジル
化を排除するものを用いることができる。
さらに別の態様において、本発明によれば、を推動物において防御免疫反応を生
起することのできる、本発明のキメラウィルスからなるダニ媒介脳炎に対するヒ
ト用ワクチンが得られる。すなわち、本発明は、さらに、ワラビウイルスに対す
るヒト用ワクチンを製造する方法を含み、フラビウイルスからのプレメンブレン
およびエンベロープタンパク質と、デング熱ウィルスからのカプシドおよび非構
造タンパク質とをコード化することのできるDNA構築物を作製し、上記DNA
構築物から感染性RNA転写物を生成し、上記RNA転写物を細胞に導入し、上
記細胞内でRNA転写物を発現させ、上記細胞からウィルスを収穫し、上記ウィ
ルスをを推動物において試験し、上記ウィルスをヒトに接種することを含む。
本発明の好ましい態様によれば、日本脳炎ウィルスのプレメンブレンおよびエン
ベロープタンパク質をコード化する核酸領域と、別のワラビウイルスからのカプ
シドタンパク質をコード化する核酸領域と、デング熱ウィルスなどの、同じワラ
ビウイルスからの非構造タンパク質をコード化する核酸領域とを含むキメラウィ
ルスが得られる。
第7頁〜第11頁。
a)4型デング熱ウイルスの非構造タンパク質をコード化する核酸領域と、1型
デング熱ウイルスの構造タンパク質をコード化する核酸領域とを含むゲノムをも
つキメラウィルス、b)4型デング熱ウイルスの非構造タンパク質をコード化す
る核酸領域と、2型デング熱ウイルスの構造タンパク質をコード化する核酸領域
とを含むゲノムをもつキメラウィルス、c)4型デング熱ウイルスの非構造タン
パク質をコード化する核酸領域と、3型デング熱ウイルスの構造タンパク質をコ
ード化する核酸領域とを含むゲノムをもつキメラウィルス、d)弱毒化4型デン
グ熱ウイルス。
本発明のさらなる態様によれば、4型デング熱ウイルスの非構造領域と、1型デ
ング熱ウイルス、2型デング熱ウイルス、3型デング熱ウイルス、黄熱病ウィル
ス、日本脳炎ウィルス、ダニ媒介脳炎ウィルス、および別のワラビウイルスのう
ちの1つからの構造領域とを含むDNAセグメントが得られる。本発明の好まし
い実施例において、DNAセグメントは、構造および非構造領域に作動可能に結
合するプロモーターを含む。別の好ましい実施例において、DNAセグメントは
、プロモーターとしてSF3またはT7プロモーターを含む。さらに別の実施例
において、DNAセグメントはp2A (DIWP)またはp2A (D2NG
C)である。
本発明の他のいくつかの態様によれば、他のキメラDNAセグメントが得られる
。本発明のこれらの態様によるDNAセグメントは、1型デング熱ウイルス、2
型デング熱ウイルス、または3型デング熱ウイルスの非構造領域を含んでいる。
これらのDNAセグメントは、さらに、以下のウィルスのうちの1つからの構造
領域を含んでいる。1型デング熱ウイルス、2型デング熱ウイルス、3型デング
熱ウイルス、4型デング熱ウイルス、黄熱病ウィルス、日本脳炎ウィルス、ダニ
媒介脳炎ウィルス、フラビウイルス。ただし、構造領域と非構造領域は同一ウィ
ルス由来ではないことを条件とする。
本発明のさらなる態様によれば、DNAセグメントは、黄熱病ウィルス、日本脳
炎ウィルス、ダニ媒介脳炎ウィルス、および別のワラビウイルスのうちの1つか
らの非構造領域と、1型デング熱ウイルス、2型デング熱ウイルス、4型デング
熱ウイルス、黄熱病ウィルス、日本脳炎ウィルス、ダニ媒介脳炎ウィルス、およ
び別のフラビウィルスのうちの1つからの構造領域とを含み、構造領域は非構造
領域とは異なるウィルス由来である。
本発明の別の態様によれば、フラビウイルスの非構造領域またはその一部、およ
び異なるフラビウイルスの構造領域またはその一部からなるDNAセグメントが
得られる。
本発明のさらに別の態様によれば、を推動物においてウィルスに対する防御免疫
反応を生起することのできるワクチンが得られる。このワクチンは、安全かつ免
疫学的に有効な量のキメラウィルスを含む。このウィルスのゲノムは、ダニ媒介
脳炎ウィルスからの構造タンパク質を作動可能にコード化する核酸と、デング熱
ウィルスからの非構造タンパク質を作動可能にコード化する核酸とを含む。
本発明のさらに別の態様によれば、別のキメラウィルスが得られる。この態様に
おいて、キメラウィルスは、ダニ媒介脳炎ウィルス構造タンパク質および4型デ
ング熱ウイルス非構造タンパク質とを作動可能にコード化するウィルスのゲノム
をもつ。好ましい実施例において、ウィルスの構造タンパク質はダニ媒介脳炎ウ
ィルス由来のものである。
本発明のさらに別の態様によれば、ダニ媒介脳炎ウィルス構造タンパク質および
4型デング熱ウイルス非構造タンパク質を作動可能にコード化するDNAセグメ
ントが得られる。
本発明のさらなる態様によれば、感染性4型デング熱ウイルスRNAをコード化
する、分離されたDNA断片が得られる。本発明のさらに別の態様によれば、い
実施例において、ベクターはプラスミドである。本発明のさらなる態様によれば
、DNA断片の発現を可能とするようにして本発明の組換えDNA構築物で安定
的に形質転換された宿主細胞が得られる。好ましい実施例において、宿主細胞は
原核細胞である。
本発明の別の態様によれば、4型デング熱ウイルスの突然変異を作製する方法が
得られる。この方法は、(i)部位特異的突然変異誘発により4型デング熱つイ
ルスのゲノムに突然変異を導入し、(ii)突然変異を有する感染性4型デング
熱ウイルスを回収し、(iii )回収したウィルスを評価するステップを含む
。本方法の一実施例において、回収されたウィルスは、弱毒化または無毒性の表
現型について評価される。
本発明のさらに別の態様によれば、4型デング熱ウイルスに対するヒト用ワクチ
ンが得られる。このワクチンは、疾病に対して免疫を誘導するのに十分な量の無
毒性4型デング熱ウイルスと、薬学的に受容可能な担体とを含む。好ましい実施
例において、無毒性4型デング熱ウイルスは、ウィルスゲノム内の重要な領域に
おいて突然変異を加工することにより得られる。
本発明のさらに別の態様によれば、キメラフラビウイルスRNAをコード化する
DNA断片が得られる。キメラRNAは、たとえば、1型デング熱ウイルス、2
型デング熱ウイルス、3型デング熱ウイルスからなる群から選択されたウィルス
を含んでいる。
本発明のさらに別の態様によれば、キメラデング熱ウィルスの構築のための方法
が得られる。この方法は、本発明の方法により得られた4型デング熱ウイルスD
NAのDNA断片を、異なるフラビウイルスからの、対応する遺伝子全体または
その両分[f ract ion]で置換することを含んでいる。好ましい実施
例において、異なるフラビウイルスは以下のウィルスの1つである。1型デング
熱ウイルス、2型デング熱ウイルス、3型デング熱ウイルス。別の好ましい実施
例において、4型デング熱ウイルスは少なくとも1つの突然変異を含む。
本発明は、デング熱ウィルスに対するヒト用ワクチンを提供する別の態様を含む
。本態様において、本発明は、疾病に対して免疫を誘発するのに十分な量の感染
性キメラウィルスと、薬学的に受容可能な担体とを含む。キメラウィルスは、た
とえば、1型デング熱ウイルス、2型デング熱ウイルス、3型デング熱ウイルス
、あるいは4型デング熱ウイルスに由来する。
本発明のさらに別の態様によれば、本発明のDNA断片と、ベクターからなる組
換えDNA構築物が得られる。1つの好ましい実施例において、ベクターはプラ
スミドである。本発明のさらに別の態様によれば、DNAの発現を可能とするよ
うにして、本発明の方法により得られた組換えDNA構築物で安定的に形質転換
された宿主細胞が得られる。好ましい実施例において、宿主細胞は原核細胞であ
る。
本発明のさらに別の態様によれば、非構造タンパク質N5I−NS2Aの開裂部
位のNSIのC末端における8個のアミノ酸のうちの1つ又はそれ以上をコード
化する配列内に置換突然変異を含む、4型デング熱ウイルスRNAをコード化す
るDNA断片が得られる。
本発明のさらなる態様によれば、非構造タンパク質N5l−NS2Aの開裂部位
のつぎの+1位置の部位である、グリシンをコード化する部位に置換を含む、4
型デング熱ウイルスRNAをコード化するDNA断片が得られる。
本発明のさらなる態様によれば、3゛側非コード領域内に欠失を含む、4型デン
グ熱ウイルスRNAをコード化するDNA断片が得られる。好ましい実施例にお
いて、欠失は、ヌクレオチド30〜202個分の長さをもつ。
本発明の別の態様によれば、本発明のDNA断片のいずれかとベクターとを含む
組換えDNA構築物が得られる。本発明のさらに別の態様によれば、本発明のD
NA断片の感染性RNA転写物が得られる。本発明のさらなる態様によれば、D
NA断片の発現を可能とするようにして、本発明のDNA構築物でトランスフェ
クションされた宿主細胞が得られる。このような宿主細胞には哺乳類または昆虫
の細胞を用いることができる。
本発明のさらに別の態様によれば、4型デング熱ウイルスに対するヒト用ワクチ
ンが得られる。本発明の本態様において、このワクチンは、疾病に対して免疫を
誘発するのに十分な量の、毒性低減化突然変異4型デング熱ウイルスを含む。
好ましい実施例において、突然変異4型デング熱ウイルスは、ウィルスゲノムに
おける3°側非コード領域内に欠失突然変異を加工することにより得られる。別
の好ましい実施例において、突然変異4型デング熱ウイルスは、非構造タンパク
質N5I−NS2Aの開裂部位のNSIのC末端における8個のアミノ酸のうち
の1つ又はそれ以上をコード化するウィルスDNA配列内に置換突然変異を加工
することにより得られる。さらに別の好ましい実施例において、突然変異4型デ
ング熱ウイルスは、非構造タンパク質N5l−NS2Aの開裂部位のつぎの+1
位置の部位である、グリシンをコード化するウィルスDNA部位に置換を加工す
ることにより得られる。
本発明のさらに別の態様によれば、4型デング熱ウイルスDNAのDNA断片を
、異なるワラビウイルスからの対応する遺伝子全体またはその両分で置換するこ
とを含む、キメラデング熱ウィルスの構築方法が得られる。好ましい実施例にお
いて、異なるフラビウイルスは、1型デング熱ウイルス、2型デング熱ウイルス
、3型デング熱ウイルス、日本脳炎ウィルス、ダニ媒介脳炎ウィルスの1つであ
る。別の好ましい実施例において、キメラデング熱ウィルスの構築方法は、本発
明による4型デング熱ウイルスDNAのDNA断片を、異なるフラビウイルスか
らの対応する遺伝子全体またはその画分て置換することを含む。好ましくは、ワ
ラビウイルスは、1型デング熱ウイルス、2型デング熱ウイルス、3型デング熱
ウイルス、日本脳炎ウィルスからなる群から選択される。さらに好ましくは、キ
メラデング熱ウィルスの構築方法は、本発明による4型デング熱ウイルスDNA
のDNA断片を、フラビウイルスからの対応する遺伝子全体またはその両分で置
換することを含む。好ましい方法において、フラビウイルスは、1型デング熱ウ
イルス、2型デング熱ウイルス、3型デング熱ウイルス、日本脳炎ウィルス、ダ
ニ媒介脳炎ウィルスからなる群から選択される。
本発明のさらに1つの態様によれば、疾病に対して免疫を誘発するのに十分な量
を投与される、デング熱ウィルスに対するワクチンが得られる。このワクチンは
、毒性が低減したキメラウィルスを含み、上記キメラウィルスは、3゛側非コー
ド領域に欠失を含む4型デング熱ウイルスRNAをコード化するDNA断片を含
む。好ましい実施例において、キメラウィルスは2型デング熱ウイルス、3型デ
ング熱ウイルス、4型デング熱ウイルスからなる群から選択される。
本発明のさらなる態様は、以下の発明の詳細な説明を参照することにより、当業
者にとって明らかになるであろう。
照面Ω悦叫
図1は、キメラデング熱ウィルスの作製に用いられる完全長デング熱ウィルスc
DNAの構造を示す。
図2は、RNA転写物を用いたトランスフェクション後の、ウィルス感染細胞の
パーセンテージとウィルスの力価[titer]を示す。
図3は、キメラデング熱ウィルスの血清型分析を示す。
図4は、親またはキメラのデング熱ウィルスにより生成された1型、2型、また
は4型ウイルスタンパク質のポリアクリルアミドゲル分析を示す。
図5は、LLC−MK2細胞上のウィルスプラークの形態観察を示す。
図6は、親2型NGCまたは4型デング熱ウイルスまたは2型/4型キメラウイ
ルスのマウス神経毒性を示す。
図7は、感染性RNAの転写に用いられるクローン化された完全長デング熱ウィ
ルスcDNAの末端配列を示す。
合計10646個のヌクレオチドの長さをもつ完全長デング熱ウィルスcDNA
は、図示のように、SP6ポリメラーゼのためのプロモーター配列および唯一の
Asp718開裂部位に隣接してクローン化される。ここで、10448および
10449の間の位置に付加C残基が、10470および10471の間に付加
G残基が存在する。これらはもとの4型デング熱つィルス配列にはなかったもの
である。RNA転写物の予測5′末端および3°末端の近くの配列も示されてい
る。転写開始のGは、太字体で示される3°デデン配列の前に配置されていた。
Asp718開裂配列GGTACCは、太字体で示される3′デデン配列の直後
に位置していた。
図8は、完全長デングcDNAクローンおよび制限エンドヌクレアーゼ消化パタ
ーンを示す。
図には、5゛端にSP6プロモーター、3′端にAsp718開裂部位を含む完
全長デングcDNAクローンが示されている。ヌクレオチド5069のBstB
1開裂部位により、デングゲノムは5°および3°断片に分離される。完全長ク
ローンIAの断片を、対応する5゛−2,3°−B、または3°−C断片で置換
することにより、図示されている他の完全長の組合せが得られる。
図9は、Bg III、 Ns i I、およびAsp718で消化された完全
長デングcDNAクローンの制限エンドヌクレアーゼパターンを示し、消化物は
アガロースゲル上での分離により分析された。Mは、キロ塩基対の分子サイズマ
ーカーとしてのλHi n dlll DNA断片を示す。
図10は、感染RNAから回収されたデング熱ウィルスが鋳型DNAのゲノム配
列を含むことの実例を示す。
子孫デング熱ウィルスは、クローン2ADNA (野生型対照(コントロール)
)から、または、デング配列のヌクレオチド3473のPst1部位を含むクロ
ーン2A (P)DNAから転写されたRNAでトランスフエクシタンしたLL
C−MKz細胞から回収された。
第17頁
後述の実施例17は、実施例1に説明するキメラデング熱ウィルス製造のための
方法につづいて4型デング熱ウイルスの非構造領域をダニ媒介脳炎ウィルスの構
造領域に組み合わせたキメラウィルス(TBEV (CME)/DEN4)の作
製を開示している。これらの方法により作製されたウィルスは培養中で複製され
、組織培養細胞または実験動物の感染に用いられた。
神経毒性に影響するデングゲノムにおける突然変異我々は、細胞培養における増
殖特性およびプラーク形態の変化を示す、3′非コード領域における欠失を含む
一連の活性デング熱ウィルス突然変異体を加工した。同様に、我々は、ウィルス
ポリタンパク質の非構造タンパク質領域の新規な開裂部位配列内に核酸酸置換を
含む、別の一連の、増殖制限されたデング熱ウィルス突然変異体を加工した。複
製能力が低下したデング熱ウィルス突然変異体は、生菌ウィルスワクチンに用い
るための適格性を判定するために、実験動物における毒性の低下について評価を
受ける。
本発明において、3′非コード領域内に欠失を含む増殖制限された4型デング熱
ウィルス突然変異体の構築は、完全長4型デング熱ウイルスcDNAクローンを
用いて重要な領域内に欠失を加工することにより実行される。欠失突然変異は、
アミノ酸置換突然変異に比べて、表現型の逆転が少ないという利点をもっている
。
他の蚊媒介フラビウイルスと同様に、4型デング熱ウイルスは、指定された保存
配列1 (C3−1)および保存配列2 (C5−2)の保存領域と、潜在的末
端ステム・アンド・ループ構造とを含む3′非コ一ド配列を有している。ヌクレ
オチド3〜202個の範囲の欠失は、4型デングcDNAのヌクレオチド384
個の3°非コ一ド配列内のさまざまな位置に導入することができる。C3−1領
域のcDNAクローン欠損配列から作製され、しかしステム・アンド・ループ構
造をとどめているRNA転写物は、子孫ウィルスを生じることがなく、欠失が致
死的であることを示している。一方、たいていの他の3′非コード領域欠失構築
物からは、感染性ウィルスを回収することができる。
これらの突然変異体および野生型ウィルスのプラーク検定は、蚊細胞(c6/験
霊長類に対して低下した毒性を示す突然変異体は、ワクチンウィルス候補として
選択され、ヒトにおける評価を受ける。
第20頁〜第21頁
熱を引き起こした。
本発明は、活性キメラデング熱ウィルスを構築する方法を提供する。本発明は、
さらに、4型ウイルス5゛および3′非コTド配列と、その7個の非構造タンパ
有効なワクチンを製造する方法を提供する。
この目的のため、我々は、3′非コード系に、あるいは、非構造タンパク質遺伝
子の1つに欠失を含む4型デング熱ウイルスを構築し、これらのデング熱ウィル
ス突然変異体が複製能力の大幅な抑制を示すことを証明した。したがって、満足
できる程度の弱毒化をもたらす突然変異をこれらの共通領域内において加工する
ことができ、その結果、4つのデング熱血清型特異性を別々に発現することにな
る4個のクローン化された弱毒化デング熱ウィルスのひと組が得られる。これら
のウィルスには、親4型ウィルス、1型(構造タンパク質遺伝子領域)−4型キ
メラ、同様な2型−4型キメラ、および同様な3型−4型キメラ、ならびに、日
本脳炎およびダニ媒介脳炎のキメラが含まれる。
不活化合デング熱ウィルスワクチンは、十分な免疫原性を欠くことが示されてい
た。細胞培養における連続継代培養により弱毒化された生菌ウィルスワクチンは
、不十分な弱毒化、遺伝学的不安定性、過度の弱毒化などの欠点をもっていた。
2型デング熱ワクチンは、まだ、開発の初期段階にある。残りの3つの血清型の
生菌ワクチンは得られていない。本発明は、ウィルスゲノム内に指定された突然
変異をもつデング熱ウィルスを構築する能力における技術的進歩を提供する。
キメラダニ媒介脳炎ウィルスワクチン
カプシド、メンブレン、エンベロープの3つの構造タンパク質配列を、デング熱
ウィルス非構造タンパク質をコード化する配列を含むデング熱ウィルス構築物に
組み込むことにより、ダニ媒介脳炎キメラウィルスが作製された。
デング熱/ダニ媒介脳炎ウィルス(TBEV)の組合せは、デング熱ウィルスと
TBEVウィルスタンパク質および核酸配列の協力を必要とするようである。
構築物のウィルスは、それぞれ対応する天然のウィルスより感染性が低がった。
DEN4およびTBEVは、同じゲノム構成をもち、遺伝子発現の同じ戦略を共
有する。しかし、2つのウィルス間の配列を比較すると、配列相同性が比較的低
いことが示される(Pletnev他、Virology第174巻250〜2
63頁(1990)をここに参考として取り入れる)。たとえば、2つのウィル
スの間のアミノ酸同一性は、カプシドタンパク質(C)については15.4%、
メンブレンタンパク質(M)については15.9%、エンベロープグリコタンパ
ク質(E)については36.5%、非構造タンパク質(NSI)については39
゜1%である。以下の実施例に、改良されたキメラTBEVワクチンを開示する
。
我々は、すでに、感染性RNAのインビトロ転写のための鋳型として用いること
のできるクローン化された完全長デング熱ウィルスcDNAについて説明した。
これは、pBR322ベクターを用いて大腸菌株内に安定な完全長デング熱cD
NAコピーをクローン化することにより達成された。デング熱ウィルスは、cD
NAのインビトロRNA転写物を用いてトランスフェクションした受容細胞から
回収された。デング熱cDNAの感染性RNA転写物を用いてトランスフェクシ
ョンした細胞により生成されたウィルスの特性は、cDNAクローンが由来した
もとのウィルスの特性と同一であった。
さらに、我々は、本発明において、1つの血清型のデング熱ウィルスの非構造タ
ンパク質遺伝子と、別の血清型のデング熱ウィルスからの構造タンパク質遺伝子
とを含むゲノムを有するキメラデング熱ウィルスの作製を開示した。キメラデン
グ熱ウィルスの1例として、1つのデング熱ウィルスからのカプシド、preM
(メンブレン)、エンベロープ遺伝子配列を用いて、組換えcDNA構築物にお
ける4型デング熱ウイルスの対応する遺伝子を置換した。この構築物でトランス
フェクションした細胞内で生成されたウィルスは、同型デング熱ウィルスに対す
るワクチンの作製において有用である。上述したように、本出願は、さらに、デ
ング熱ウィルスの非構造領域と別のフラビウィルスの構造領域に対応する遺伝子
配列を含むキメラウィルスの構築を開示している。特に、キメラダニ媒介脳炎ウ
ィルスが開示されている。「キメラフラビウイルスの生成」と題した項において
概説した本発明の方法は、TBEVからの3つの構造タンパク質を組み込んだ組
換えデング熱ウィルス構築物の製造を開示している。この構築物でトランスフェ
クションした細胞から生成されるウィルスは、生菌ウィルスワクチンのためのウ
ィルス候補である。
本出願に係る発明は、キメラフラビウイルス作製の技術に対する重要かつ予想外
の改良と、この新規なワクチン戦略の有用性についてのあらがえない証拠を提供
する。当業者であれば、1つのウィルスの構造タンパク質のすべてを第2のウィ
ルスの非構造要素に組み込んだキメラフラビウイルス組合せが容易に回収可能で
あり、培養細胞において効率的に複製することを期待できる。これは、関連性の
離れたフラビウイルス由来の構造タンパク質の機能的協力という要件の可能性が
あるためである。しかしながら、予期せぬことに、本発明は、TBEVゲノムか
らの2つの構造タンパク質(すなわちMおよびE)を、デング熱ウィルスからの
第3の構造タンパク質(すなわちC)と組み合わせたキメラTEEVウィルス(
TBEV/DEN4)を識別する。
第23頁:
この構築物は、Lai他(Proc、Natl、Acad、Sci、第88巻5
139〜5143頁、1991)により開示された技術を用いて、インビトロ転
写により転写された。図17のキメラ構築物からの転写物は、サルLLC−MK
!細胞にRNAをトランスフェクションすることにより、感染性について試験さ
れた。
トランスフェクション処理には、Lipofect in”(Bethesda
Research Laboratories、Inc、、メリーランド州Ga
i thersberg)またはDOTAP (N−[1−(2,3−ジオレ
オイロキシ)プロピル−N、N、 N−1−リメチルアンモニウム硫酸ジメチル
、BOehringer Mannheim、インディアナ州インディアナポリ
ス)のいずれかを用い、キメラRNA転写物を受容細胞に導入した。サルLLC
−MK2細胞の培養をこれらの処理に用いたが、TREV複製のための受容細胞
型のどれでもかわりに用いることができることは言うまでもない。トランスフェ
クションされた培養は、TBEV特異的ウサギ血清または高度免疫マウス腹水を
用いた免疫蛍光検査により、時間に対するウィルスの存在について、評価された
。
pTBE (ME)/DEN4 (TBEV(7)プレメンフレンオヨヒエンベ
ロープタンパク質からの配列をDEN4のカプシドタンパク質および非構造配列
に連結したものを含む)のRNA転写物を用いてトランスフェクションされた細
胞は、TBEV特異的ウサギ血清、TBEV特異的高度免疫マウス腹水(HMA
F)、およびDEN4特異的特異的8マAF性に染まった。DEN4のみに感染
した対照培養は、免疫蛍光標識されたTBEV特異的血清に対しては、陰性であ
った。
このことは、キメラvTBE (ME)/DEN4がTBEVおよびDEN4双
方の特異抗原を発現したことを示す。
キメラウィルスをトランスフェクションvTBEVから分離し、TBE (CM
E)/DEN4 (TBEVのカプシド、メンブレン、エンベロープ遺伝子と、
DEN4の非構造配列とを含むゲノム構築物)と、vTBE (ME)/DEN
4と呼ぶ。実施例17に開示したように、TBE (CME)/DEN4のRN
Aによるトランスフェクションの16日後、約196の細胞が、TBEVおよび
DEN4特異抗原に対して陽性に染まった。陽性細胞の割合は時間とともに増加
し、トランスフェクション後268目に6X10’pfu/mLのピーク力価を
示し、8096の細胞がトランスフェクションされた。一方、THE (ME)
/DEN4のRNAを用いてトランスフェクションした細胞はより迅速にウィル
スを生成し16日目に培養の100%が感染した。トランスフェクション細胞内
に存在するTBE (ME)/DEN4ウィルス(v TBE (ME)/(D
EN4)で示す)の力価は、感染後26日目に4 x 10’p f u/mL
であった。さらに、キメラ構築物に感染させた細胞から生成された子孫ウィルス
の配列決定により、図17に示すように、キメラピリオン(ウィルス粒子)から
のゲノム断片のDEN4およびTBEV接合部が、キメラ構築物の接合部に符合
することが確認された。
TBEV/DEN4ウィルスの性質
実施例17において提供された方法を用いて、キメラウィルスの性質を調べた。
キメラTEEV/DEN4ウィルスを用いたすべての作業は、BL−3封じ込め
設備において実施された。
キメラウィルスから製造されたタンパク質を、4型デング熱ウイルスから作製さ
れたタンパク質と比較した。完全長DEN4cDNAクローンから回収した4型
デング熱ウイルスのタンパク質は、「キメラフラビウイルス」と題する項におい
て同定され、図4に示され、Bray他(前出のProc、Na t ]、Ac
ad、Sc i、USA (1991))に開示されている。
第28頁
キメラvTBE (ME)/DEN4の神経毒性の改変上記の「神経毒性に影響
するデングゲノムにおける突然変異」と題する項において説明したように、組換
えデング熱ウィルス構築物を、部位特異的突然変異誘発またはPCRなどによる
突然変異誘発により改変し、神経毒性特性が低減したことによりワクチン接種に
適した改変ウィルスを生成する。ここに開示するように、同様な技術を用いて、
vTBEV/DEN4ゲノムを改変して神経毒性を低減させることができ、これ
により、TBEVに対する弱毒化ウィルスワクチンの安全性が改善される。
TBEVの防御抗原を維持し、かつ、TBEVの周辺侵入性を欠く、活性TBE
V/D E N 4キメラを構築することができれば、この重要な病原体の免
疫予防のための新規な戦略、すなわち、弱毒化TBEVワクチンの開発の基盤が
得られる。しかしながら、このゴールに到達するには、まず、キメラのさらなる
改変を達成しなければならない。すなわち、ウィルスの脳内への直接接種により
測定される、CNSに対する神経毒性の除去である。TBEV/DEN4キメラ
は、親TBEVの神経毒性を維持しているため、キメラゲノムのDEN4または
TBEV部分において戦略的突然変異を加工し、マウス神経毒性に対するそれら
の効果を評価することにより、この特性を無効にする必要があった。これらの突
然変異体は、ウィルスゲノム内の位置のいくつにでも導入される突然変異を潜在
的に含んでいる。初期の研究は、以下の突然変異をもっキメラウィルスを評価し
た。すなわち、(1) 5’非コード領域における欠失、(2)preM−M開
裂部位またはpreMあるいはEあるいはNSIタンパク質のグリコジル化部位
を除去する突然変異、(3)E遺伝子における点突然変異である。これまでに試
験された突然変異は図24に含まれている。
TBE (ME)DEN4構築物を系統的に改変し、神経毒性に対する遺伝子的
変更の効果について試験を行なうという研究の一部として、タンパク質配列に1
つ又はそれ以」二の変化を含む、6個の異なる構築物を作製した。実施例22参
照。
当業者であれば、本発明において提供される技術を用いて、TBE (ME)/
DEN4構築物に対して任意の数の置換、挿入、欠失を作製し、神経毒性におけ
る変化を試験することができる。同様に、当業者であれば、遺伝子組成における
好ましくは少なくとも1つの変更を有するキメラ構築物を、天然の配列を組合せ
たキメラ構築物と比べて試験するために、図23に示す突然変異をこれらのまた
はその他の突然変異と組合せることが容易に行なえる。
突然変異体キメラウィルスの作製を導く突然変異構築物の能力を評価する研究に
おいて、トランスフェクションされたLLCMKv細胞がら6個の突然変異体キ
メラを回収し、プラーク形態観察における変化についてウィルスを分析した。
・・・の子孫
第30頁〜第31頁
さらに、本発明は、部位特異的突然変異誘発などを用いてデング熱ウィルス構築
物を改変することにより改良されたデング熱ウィルスワクチンを作製することを
当業者に教示する。
これらの改変は、キメラウィルス構築物に同様に組み込まれることは言うまでも
ない。本発明は、さらに、デング熱ウィルスの非構造領域および少な(とも1つ
の構造領域を、別のワラビウィルスからの構造遺伝子領域と組合せて含むキメラ
ウィルスの作製ならびに試験を教示する。特に、4型デング熱ウイルスからの1
つの構造領域ならびに非構造領域と、TBEVからの2つの構造タンパク質をコ
ードする配列とを含むキメラウィルスを含む、TBEVのためのワクチンが開示
されている。
TBEV (ME)/DEN4についてこれまでに観察された、励みになる成果
は、これらの技術が、TBEVよりもデング熱ウィルスにより密接に関連したウ
ィルスに対するワクチンを作製する際にも有用であることを示唆している。この
ような例の1つは、極東において依然として大きな公衆衛生問題である日本脳炎
ウィルスである。すなわち、さらなる実施例において、本発明の技術は、DEN
4cDNA非構造領域を、非木造領域ィルスからの少なくとも1つの構造遺伝子
とDEN4の残りの構造遺伝子領域に組合せるために用いられる。
さらに、本発明の技術を用いて、異なるフラビウイルス間の非構造領域および構
造領域の他の組合せを同様にして作製し試験することができることは言うまでも
ない。たとえば、日本脳炎ウィルスの組換え構築物を、ウィルス非構造領域はそ
のままにして、1つ又はそれ以上の構造領域をダニ媒介脳炎ウィルスからの対応
する遺伝子配列で置換するように改変することができる。同様に、ダニ媒介脳炎
ウィルスをコード化する組換えcDNAを生成し、構造領域を、デング熱つィル
ス構造タンパク質をコード化する少なくとも1つの遺伝子で置換することができ
る。
ここにおよび下記の実施例において引用されるすべての刊行物は参照として取り
入れられる。以下、本発明の特別な実施例を詳細に検討し、本発明の範囲内での
可能な変型について言及する。本発明を成功裡に実施することのできる、さまざ
まな代替技術や手順が当業者には知られている。
実施例およびそれに関連する一般情報
ウイルス 、4型デング熱ウイルス株814669を用いて、完全長感染性RN
A転写物の転写源として用いられる完全長cDNAを構築した(E、Macko
w他(1937)Vi rology第159巻217〜228頁、B、 Zh
aO他(1986)Viro1ogy第155巻77〜88頁)。アヵゲザル胎
児肺細胞継代培養レベル9のl型デング熱つィルス西太平洋株(DIWP)の標
本は、K、Eckels博士の好意により提供された(WRAIR,ワシントン
DC)(K、T、McKee他(1987)Am、J、Trop、Med、Hy
g。
第36巻435〜442頁)。マウス脳継代培養レベル38の、マウス神経毒性
2型デング熱ウイルスニユーギニアC株(D2NGC)のマウス脳標本は、D。
Dubo i s博士の好意により提供された(WRAIR,ワシントンDC)
(A。
B、5abin (1952)Amer、J、Trap、Med、Hyg、第1
巻30〜50頁)。1型および2型デング熱ウイルスは、C6/36蚊細胞内で
1回、継代培養することにより増幅された。つぎに、これらの3つのウィルスは
、LLCMK2サル腎臓細胞内で1回、継代培養された。得られたウィルス懸濁
液はプラーク形態観察およびマウス神経毒性の研究に用いられた。
ローニングベ ター : 4型デングゲノムの5′側半分を含むプラスミドp5
′−2を、3つの構造タンパク質遺伝子の置換を容易にするために改変した(C
,J、 La i他(1991)Proc、Natl、Acad、Sci、US
A第88巻5139〜5143頁)。まず、唯一のXhoI部位が、部位特異的
突然変異誘発により、Eの3′末端の近くの、4型デング配列のヌクレオチド2
342(A−G)に導入され、p5°−2(XhoI)を作製した。このヌクレ
オチド変更はアミノ酸配列を変更するものではなかった。このベクターはつぎに
、デング配列内の唯一のBstB1部位において、および、p5°−2内のデン
グ配列の直後の唯一のAsp718部位において、消化された。断片はデング4
ゲツムの3°側半分に連結され、完全長p2A(Xhol)を作製した。第2に
、ワラビウイルスに保存されている、ヌクレオチド88のBgl11部位は、p
5゜−2内の他の3つのBg111部位を除くことにより、唯一の部位とされた
。pBR322およびSP6プロモーター間の接合部におけるBallI部位は
、NotIリンカ−を挿入することにより除去された。4128および4277
の他の2つの部位は、最近導入された3473のPst1部位までベクターを短
くすることにより、除去された(K、T、McKee他(1987)Am、J、
Trop。
Med、Hyg、第36巻435〜442頁)。つぎに、プラスミドp5’ −
2(Xho T、 Ps t I)をフラグメント交換に用い、キメラcDNA
を作製した。
図1は、構築された完全長デンゾcDNAを含む、以下のプラスミドを示す。
p2A (Xho I)は、4型デングゲノムの完全なcDNAコピーであり、
唯一のXho1部位がE遺伝子の3°末端の近くに創製された。p2A (DI
WP)は、p2A(Xhol)から、5゛非コード領域内のBg111部位と唯
一のXho1部位との間の配列を、1型デング西太平洋株の対応するcDNAで
置換することにより、得られた。p2A (D2NGC)は、同様にして、B
g I II−Xhol断片を、2型デングニユ一ギニアC株からの対応するc
DNAで置換することにより、作製された。B:Bglll、X:XhoL A
:Asp718制限酵素部位。
キメラcDNA : C6/36蚊細胞内で増殖した1型または2型デング熱ウ
イルスを精製し、B、Zhao他(1986)(Virology第155巻7
7〜88頁)により説明された手順にしたがってピリオンRNAを抽出した。l
型デング配列のヌクレオチド2306〜2338にハイブリダイズするネガティ
ブセンスオリゴヌクレオチドを用いて、逆転写により、1型デング第1鎖cDN
Aを合成した。このプライマー配列は、上記のp5°−2(Xhol、Ps t
I)内の4型デングE遺伝子内の部位に対応する位置にXho1部位を創製す
るために、ヌクレオチド2316におけるサイレントな第3塩基変更(A−G)
を含んでいた。つぎに、1型デングcDNAを鋳型として、ネガティブセンスオ
リゴヌクレオチドおよび1型デングヌクレオチド51〜70にハイブリダイズす
る保存されたBg111部位を含むポジティブセンスプライマーを用いて、PC
Rにより2本鎖DNAを合成した。PCR産物をB g I I鳩よびXhol
で消化し、つぎに、p5° −2(Xho I、Ps t I)にクローン化し
、対応する4型デング配列を置換した。つぎに、1型デング配列を含むCl a
I−Xho I断片をp2A(XhoI)からの残りの4型デングcDNAに
連結し、完全長キメラp2A(DIWP)を創製した。同様に、2型デングヌク
レオチド2310〜2364に/%(ブリダイズするネガティブセンスプライマ
ーを用いて、2型デング第1鎖cDNAを合成した。このプライマーは、233
3におけるT−C,2336におけるA−G、2337におけるC−Aの、3つ
の塩基変更を含む。これらの変更は、上述した4型デング遺伝子におけるXho
1部位に対応する位置にXh。
1部位を創製する。これらの変更はアミノ酸配列を変えるものではながった。
第38頁〜第40頁
図7に示すように、鋳型鎖中には、Asp718開裂部位の前に5個の付加ヌク
レオチドが存在する。転写が最後のヌクレオチドに進むと、RNA転写物には、
3°末端におけるこれらの5個の付加残基が含まれることになる。
形質転換のための宿主として大腸菌株)fB 101を用いたこの研究中に気づ
いたことは、完全長デンゾDNAを含むプラスミドは、再配列を経た多くの形質
転換体におけるプラスミドとしてしばしば不安定であり、予測された制限酵素パ
ターンをもつクローンDNAを単離するためには多数のコロニーをスクリーニン
グしなければならないということである。我々は、異なる大腸菌株により作製さ
れるプラスミドの安定性を調べた。研究室ですでに用いられていた、形質転換に
高度に適した市販の大腸菌株DH5αおよび大腸菌株DE1528を、大腸菌株
HB101と比較した。DB1528株は、HB 101よりもコロニーサイズ
が3〜4倍大きい形質転換体を産生じた。特に、DB1528の形質転換体は、
一般に、予測された制限酵素パターンをもつプラスミドを産生じ、このことは、
大腸菌株DB1528が、安定的にクローン化されたデンゾ完全長DNAを生成
するための優秀な株であることを示唆している。しかしながら、トランスフェク
ション細胞上で試験した場合、この第1の完全長デンジDNAクローンから作製
されたインビトロRNA転写物は、デング熱ウィルスを産生じなかった。ここで
、免疫蛍光検定により検出されるように、100倍低い濃度の、陽性対照として
のピリオンRNAはデング熱ウィルスを産生じた。
実施例5
独立に るDNA ローン いた :金ml迎トリ査デングDNAセ メントの
感染性RNA転写物を産生できないのは、完全長クローンにおける欠陥突然変異
の存在によるものであると説明された。このような突然変異は、ウィルス株にお
ける欠陥集団のクローニングまたはプラスミドのクローニングまたは繁殖の際の
結合エラーから生じると推定される。我々は、1つ又はそれ以上の欠陥突然変異
を含むデンジDNAセグメントを、独立にクローン化したデンジDNA構築物か
らの対応するセグメントで置換することに決定した。系統的な置換実験のための
フレームワークとして、デンゾ配列の5′および3゛断片を別々にクローン化し
た。ヌクレオチド5069における唯一のBs tB1部位を用いて、完全長デ
ンゾ配列を、各々ゲノムの約5096を示す2つの断片に分離した。SP6プロ
モーターを含む第1の完全長クローンの5゛断片は、5゛−1と呼ばれ、Bs
tBlとAsp718の間の残りの3゛配列は3’−Aと呼ばれた。第2の5゛
断片5° −2を含むプラスミドは、独立に由来するひと組のデンゾcDNAイ
ンサートから構築された。唯一のAsp718部位は、デンゾ配列のBs tB
1部位の下流のpBR322のPstI部位に導入された。このように、このプ
ラスミドは、完全長DNA構築物に3゛断片を挿入するためのクローニングベク
ターとしても適している。2つの付加3′断片3′ −Bおよび3’ −Cも、
デンゾcDNAインサートの独立したひと組から構築された(図8)。第1の完
全長クローンIA内の3゛断片を3゛−Bおよび3゛−c断片で置換すると、2
つの別の完全長クローンIBおよびICが作製された。同様に、3つの完全長D
NA構築物すべてにおいて5゛断片を5°−2断片で置換すると、3つの別の完
全長クローン、すなわち、2A、2B、2Cが生成された。これらのプラスミド
をBglILNs i L Asp718で消化すると、図9に示されるように
、6個の完全長クローンすべてについて区別不可能な、予測されたDNA断片の
パターンを示した。
このように、大腸菌株DB1528中の完全長デンジDNA配列を明らかに含む
プラスミドの増殖に成功することによって、培養細胞における感染性の評価のた
めのインビトロRNA転写物の生成力側能となった。
実施例6
インビトロで作 されたRNA の感 についての の証構築された完全長デン
ジDNA鋳型から生成されたRNA転写物は、LLC−MK2のトランスフェク
ションにより、感染性についてそれぞれ試験された。デンゾ感染細胞は、間接的
免疫蛍光検定により検出されるとおり、2A RNAでのトランスフェクション
の10日後に容易に観察された。他の4つの完全長DNAクローンからのRNA
転写物は、この検定では陰性であり、これらのDNAクローンは、クローンIA
のように、制限酵素分析では検出できない致死突然変異を含んでいることが示さ
れた。
上述したデング熱ウィルス感染細胞の陽性判定に加えて、感染性デング熱ウィル
スを、培地または2ARNA)ランスフエクション細胞の細胞溶解物から回収し
た。トランスフェクション細胞溶解物中に存在するデング熱ウィルスの力価は1
0’p fu/mLであった。2A RNA転写物をDNaseJを用いて処理
した場合、その感染性には影響がなかったが、RNase処理ではその感染性は
完全に損なわれた。RNAを用いた細胞モルイヤーのトランスフェクションの後
、デング熱ウィルスのプラーク形成は行なわれなかったため、ウィルスの生成は
、ウィルス増幅のための延長されたインキュベーションの後で判定された。この
間接的免疫蛍光検定手順を用いて、感染性は、ゲノムRNA 1 n gまたは
2ARN八転写へ10ngの最小濃度において検出された。この試験のこれらの
結果は、クローン2Aから作製されたRNA転写物が、受容培養細胞のトランス
フェクションの後で、感染性を持つことを示している。
実施例7
尺NA−転写艷の感染性についてのその の証拠クローン2A RNA転写物で
トランスフェクションした細胞により、感染性デング熱ウィルスが生成されたこ
とを正式に証明するため、デンゾゲノムのヌクレオチド3473に新たなPst
I部位を創製するがアミノ酸配列には影響しない2つの突然変異(G3473−
→TおよびC3476−→T)を、完全長デンゾクローン2A DNAに導入し
た。この突然変異DNAから作製されたRNA転写物を、DNa s e Iを
用いた消耗性消化によりDNA鋳型を完全に除去したのち、細胞のトランスフェ
クションに用いた。トランスフェクションされた細胞は感染性デング熱ウィルス
を生成した。子孫ウィルスから抽出されたゲノムRNAを逆転写し、cDNA産
物をPCRのための鋳型として用いて、ヌクレオチド3193〜4536の間に
DNA断片を生成した。図10に示すように、PCRDNA産物のPstl消化
は、Pstl開裂配列の存在により予測されるように、それぞれ280個および
1063個の塩基対の長さの2つの断片を産生じた。
2A RNA由来のウィルスの対照PCRDNA産物は、Pstl消化に対して
は非感受性であった。この観察は、突然変異体2A DNAのRNA転写物に由
来する子孫ウィルスがPstI部位を含むことの証拠を提供した。
実施例8
インビトロで 7されt;m RNAから口 されたデン 1、ウィルスクロー
ン2Aまたはクローン2A (Ps t)鋳型から作製されたRNA転写物を用
いてトランスフェクションした細胞の溶解物から子孫デング熱ウィルスを分離し
、L L C−MK2細胞単層上でのプラーク形成能力について、親・野生型ウ
ィルスと比較した。感染の6日後、子孫ウィルスおよび親ウィルスは、ともに、
さまざまな大きさの特徴的なデンゾプラークを生成した。蚊細胞内の継代培養に
より増殖した親ウィルスでは圧倒的に小型プラークがみられたが、子孫ウィルス
では混合的でありしかし主に大きいプラークが生成され、回収されたウィルスが
クローン化集団を提供することを示唆している。子孫ウィルス感染細胞および親
ウィルス感染細胞において生成されたデング特異タンパク質についても比較を行
なった。図11に示すように、デンゾ高度免疫腹水により沈殿させたP r e
M、LNSI、NS2、およびその他未決定のデンゾ、タンパク質バンドのプ
ロフィールは、子孫ウィルスおよび親ウィルス双方について識別不可能であるよ
うに見えた。
この結果は、回収されたデング熱ウィルスが、cDNAクローンが由来するもと
のウィルスと同じ遺伝子型および表現型を呈することを示すものである。
N5l−NS2A開裂接合部におけるアミノ酸置換による活性デング熱ウィルス
の加工
実施例9
開 。1配 にお番るアミノ る
N5I−NS2A DNAの −
真正[authent ic] NSIの発現のために構築された中間組換えp
SCl 1−N5l−NS2A DNAをこの研究に用いた。デング熱つィルス
DNAは、24アミノ酸N末端信号のためのコード配列と、NSIおよびN52
Aの完全ポリペプチド配列を含んでいた。
第43頁
実施例12
NSI−NS2A ・ム。にお(る 適でない 呈 る4 デン 、ウィルス
、
ここで重要なことは、デング熱疾病に対する安全で効果的な弱毒化生菌ウィルス
ワクチンの開発に、デング熱ウィルスの分子理解を応用することである。デング
熱ウィルス複製の制限は弱毒化を誘起するであろう。開裂配列またはウィルスプ
ロテアーゼ構成要素の改変の結果、ウィルスポリタンパク質の開裂は最適以下と
なり、ウィルス増殖が制限される。
ポリタンパク質N5I−NS2A開裂部位は、その非効率的開裂の故に、増殖制
限されたデング熱ウィルス突然変異体を構築するための第1のターゲットとして
選択された。我々は、4型デング熱ウイルスのN5I−NS2A開裂には、開裂
接合部の前のNSIのC末端に8アミノ酸配列が必要であることを証明した(H
,HoriおよびC,J、Lai (1990)、デング熱ウィルスN5I−N
S2Aの開裂には、NSIのC末端にオクタペプチド配列が必要である。J。
Virol、第64巻4573〜4577頁)。
フラビウィルス間で8アミノ酸配列を比較すると、Al a (−1) 、Va
1(−3) 、Set (−5) 、Va I (−7) 、Met/Leu
−8)は正確に保存されるのに対し、T11r (−2)、Gln (−4)、
Lys (−6)は変化するという興味深い特色が明らかになった。位置−1の
Ala、位置−?のThr。
位置−3のVal、位置+1のGlyのアミノ酸置換の効果を分析した。この分
析の結果は図16に示されている。保存された位置−1または−3におけるアミ
ノ酸置換は、低レベルの開裂を生じた。非保存位置−2または+1におけるアミ
ノ酸置換は、効果がないかもしくはごくおだやかな開裂低減を呈した。
ある範囲の開裂効率を生じたアミノ酸置換のパネルを、完全長cDNAへの組み
込みのために選抜し、インビトロ由来RNA転写物をデング熱ウィルス突然変異
体の構築のために用いた。1つのデング熱ウィルス突然変異体は、Gly(+1
)のかわりにGluを含むDEN4 (GI yuto=GI u)であり、他
の3つの突然変異体は、DEN4 (Thr++ti=Ly8) 、DEN4
(Thr++之a→Gl n) 、DEN4 (Thr目14−Leu)であり
、Thr(2)の置換を含んでいる。これらはトランスフェクションしたL L
C−M K 2細胞から回収された。
以下に述べるように、これらの突然変異体の増殖特性は、蚊C6/36細胞上の
プラーク検定により調べられた。図12はDEN4 (GI yma−〇lu)
および対照親ウィルスに対するこの検定の結果を示す。突然変異体ウィルスのプ
ラークサイズは直径約0.1cmが計測され、親ウィルスの1.1cmのプラー
クサイズと比較して大きく縮減していた。その他のデングウィルス突然変異体も
プラークサイズの縮減を示し、これらのウィルスが培養細胞において増殖制限を
示すことを示唆している。最適以下の開裂に起因する増殖制限は、感染宿主にお
けるウィルス毒性に対して、大きな効果をもつようである。
第46頁
実施例15
プ之二之形皿観察
ウィルスは、L L C−MK2細胞または蚊C6/C36細胞上のプラーク形
態について調べられた(Bankcroft他、Pan Am、Health
Organ、Sci、Publ、第375巻175〜178頁(1979);H
oke他、Am、J、Trop、Med、Hyg、第43巻219〜226頁(
1990))。プラーク形態の分析の前に、親・野生型ウィルスは、LLC−M
K!細胞中で1回、継代培養された。すなわち、2%ウシ胎児血清を含む培地1
99中に試験すべきデングウィルス0.2mLを連続10倍希釈し、これを25
cm2ビンに入れたLLCMK2細胞に注入した。35℃で1時間の吸着の後、
各単層に、IX培地199.0.3%重炭酸ナトリウム、1/2Xイ一グル基本
培地ビタミン、1/2Xイ一グル基本培地アミノ酸、lO%ウシ胎児血清、0.
5%アガロースを含む7mLのアガロースを重層した。35℃で6日間のインキ
ュベーションの後、このビンに、0.5%MEアガロースおよび1ニア、500
ニユートラルレツドを含む通常生理食塩水4mLを2回目のオーバーレイとして
かけた。染色から24時間以内にウィルスプラークがあられれた。C6/36細
胞上のプラーク形態観察を行ない、分離されたすべてのウィルス突然変異体が調
べられた。この目的のため、75cm2ビンに入れたのコンフルエントなC6/
36細胞に、296ウシ胎児血清を加えたMEMに連続的に希釈された0、5m
Lのウィルスを接種し、1〜2時間35℃で吸着させた。つぎに被感染細胞に、
20mL/フラスコのアガロース(1×バンク平衡食塩溶液、0.5%ラクトア
ルブミン加水分解物、10%0%ウシ胎清、0.12%重炭酸ナトリウム、0,
75%Seakem” GTGアガロース)を重層した。培養を35℃で7日間
、インキュベートした。つぎに、NaC18,Og/L、KCI 0.4g/L
、グルコース1.Og/L、NazHCOz 22.5mg/L、−ユートラル
レッド3.3mg/Lからなるニュートラルレッド染色液5mLを用いて培養物
を染色した。35℃で3〜5時間のインキュベーションののち、余分の染色液を
取り除き培養物はインキュベータに戻した。一般に、インキュベータ内で24〜
36時間経過した後プラークがあられれた。
実施例16
且二非三二下領域長公失モ 4 デン 1、ウィルス 然ここで、デング組換え
DNA系により、ウィルスDNAの5°および3゛非コード領域ならびにコード
領域における欠失を含むデングウィルス突然変異体を構築することも可能となる
。欠失突然変異体は、アミノ酸置換突然変異体よりも、表現型の復帰が起きるこ
とが少ないという利点を提供する。4型デング熱ウイルスゲノムの3′非コード
領域における欠失突然変異の加工において進展がみられた。他の蚊媒介フラビウ
イルスと同様に、4型デング熱ウイルスは、保存配列1(C3−1)および保存
配列2 (C3−2)と呼ばれる伸張した保存配列と、3゛非コード領域内の末
端ステムアンドループを取り得る構造を含む。
第53頁
5’ GTCCGTCTATTAAAAATGTGCGGATCCTTGCTT
CTGGGGTGAA−(配列番号37)(4)変異NSI (2)−Gl c
:5’ TGGATAGAGAGCTCAAGGATCCAGACTTGGC
AGATAGAGA+ (配列番号38)
5°TCTCTATCTGCCAAGTCTGGATCCTTGAGCTCTC
TATCCA−(配列番号39)
(5)変異P r e M/M :
5°GGATCAAGAACAAGACGCGTAGTGCTGATCCCAT
CCCAC+ (配列番号40)
5’ GATGGGATCAGCACTACGCGTCTTGTTCTTGAT
CCTTCTTG (配列番号41)
(6)変異E:
5°AGAGACCAGAGCGATCGAGGCTGGGGCAACGGGT
GTGGATTTTTTGGAAAA+ (配列番号42)5°GCCCCAG
CCTCGATCGCTCTGGTCTCTCTTACACACTTACGAC
GG−(配列番号43)さらに、上流プライマーは(配列番号44)5’ GA
CCGACAAGGACAGTTCCAAATCGGA+および下流プライマー
は(配列番号45)5° CTTGAACTGTGAAGCCCAGAAACA
GAGTGATTCCTCCAACAGCTATGCA−
実施例23
マウスにお番る 経 の
さらに、突然変異されたキメラウィルス調製物は、マウスにIC接種され、実施
例21に提供されている技術を用いて、DEN4、THE (ME)/DEN4
およびTHE (CME)/DEN4と比較された。試験動物の半数を死亡させ
るのに必要な致死量が、突然変異キメラウィルスの各々について比較された。生
後6週間のBALB/cマウスの8匹ずつのグループに、さまざまな変異キメラ
、TBE (ME)/DEN4、TBE (CME)/DEN4、またはDEN
4を、1000.100.10.1、O,1pfuの投与量で、脳内接種した。
被感染マウスは、31日間、脳炎の徴候および死亡について観察された。50%
致死量(LD50)が各ウィルスについて算出され、その値がマウス神経毒性の
基盤として用いられた。図24に示すように、親TBE (ME)/DEN4ウ
ィルスのLD50は約10pfuであった。このレベルのり、D50は、い(つ
かの変異ウィルスについても観察された。少なくとも2つの突然変異体、すなわ
ち”N5I(1)−Glc−および”PreM/M−のLD50は、100pf
uよりも大きく、これらの突然変異体のマウス神経毒性は100倍以上減少した
ことを示している。
この発見は、キメラウィルスゲノムにおけるNSI (1)−Glc−またはP
reM/M−突然変異は、それぞれ、マウス神経毒性の弱毒化を提供することを
示すものである。これらの突然変異ウィルスは、個別にまたは組合わせて、ワク
チン候補としての有用性のさらなる評価に有益であろう。
請求の範囲
1、ダニ媒介脳炎ウィルス(TBEV)からのプレメンブレンタンパク質および
エンベロープタンパク質を作動可能にコード化する核酸領域を含み、前記核酸領
域は、デング熱ウィルスからのカプシドタンパク質および弁構造タンノくり質を
コード化する核酸領域に作動可能に連結することを特徴とする組換えDNA構築
物。
2、前記デング熱ウィルスは4型デング熱ウイルスであることを特徴とする請求
の範囲第1項に記載の組換えDNA構築物。
3、前記構築物は、前記核酸内に少なくとも1つの突然変異を含むことを特徴と
する請求の範囲第1項に記載の組換えDNA構築物。
4、前記突然変異は、プレメンブレンタンノ々り質、エンベロープタンノくり質
、またはNSI (1)タンパク質のグリコジル化を減少させる1つ又(よそれ
以上の突然変異、プレメンブレンタンパク質のメンブレンタンパク質への開裂を
減少させる1つ又はそれ以上の突然変異、ポリタンパク質N5l−NS2A開裂
部位のつぎの+1位置の部位である、グリシンをコード化する部位ζこおける1
つ又ζよそれ以上の置換、3°非コード末端の最も3゛寄りのヌクレオチドを第
1番としたとき、ヌクレオチド113番から384番までの間(113番および
384番を含む)の少なくともヌクレオチド30個からなる1つ又はそれ以上の
欠失、NS1のC末端開裂部位における8個のアミノ酸の1つ又はそれ以上をコ
ードイヒする配列内の1つ又はそれ以上の突然変異からなる群から選択されるこ
とを特徴とする請求の範囲第3項に記載の組換えDNA構築物。
5、ゲノムを有するキメラウィルスにおいて、前記ゲノムは、ダニ媒介脳炎ウィ
ルス(TBEV)からのプレメンブレンタンパク質およびエンベロープタンパク
質をコード化する核酸領域と、デング熱ウィルスからのカブシドタンノ々り質と
非構造タンパク質をコードイヒする核酸領域とを含むことを特徴とするキメラウ
ィルス。
6 前記デング熱ウィルスは4型デング熱ウイルスであることを特徴とする請求
の範囲第5項に記載のキメラウィルス。
7、前記ゲノムは、前記核酸における少なくとも1つの突然変異を含むことを特
徴とする請求の範囲第5項に記載のキメラウィルス。
8、前記突然変異は、プレメンブレンタンパク質、エンベロープタンパク質、ま
たはNSI (1)タンパク質のグリコジル化を減少させる1つ又はそれ以上の
突然変異、プレメンブレンタンパク質のメンブレンタンパク質への開裂を減少さ
せる1つ又はそれ以上の突然変異、ポリタンパク質N5I−NS2A開裂部位の
つぎの+1位置の部位である、グリシンをコード化する部位における1つ又はそ
れ以」−の置換、3゛非コード末端の最も3′寄りのヌクレオチドを第1番とし
たとき、ヌクレオチド113番から384番までの間(113番および384番
を含む)の少なくともヌクレオチド30個からなる1つ又はそれ以上の欠失、N
S1のC末端開裂部位における8個のアミノ酸の1つ又はそれ以上をコード化す
る配列内の1つ又はそれ以上の突然変異からなる群から選択されることを特徴と
する請求の範囲第7項に記載のキメラウィルス。
9 を推動物において防御免疫反応を起こすことのできる、請求の範囲第5項の
キメラウィルスを含む、ダニ媒介脳炎ウィルスに対するワクチン。
10、第1のワラビウイルスに対してヒトを免疫化する方法において、前記第1
のフラビウイルスからのプレメンブレンタンパク質およびエンベロープタンパク
質と、第2のウィルスからのカプシドタンパク質および非構造タンパク質を作動
可能にコード化するDNA構築物を調製し、前記DNA構築物から感染性RNA
転写物を生成し、前記RNA転写物を細胞内に導入し、
前記RNA転写物を前記細胞内で発現させてウィルスを生成し、前記細胞から前
記ウィルスを収穫し、
を推動物において前記ウィルスを試験し、前記ウィルスをヒトに接種する工程を
含むことを特徴とする方法。
11、前記調製工程は、前記DNA構築物に1つ又はそれ以上の突然変異を導入
する工程をさらに含むことを特徴とする請求の範囲第10項に記載の方法。
12、前記突然変異は、プレメンブレンタンパク質、エンベロープタンパク質、
またはNSI (1)タンパク質のグ刃コシル化を減少させる1つ又はそれ以上
の突然変異、プレメンブレンタンパク質のメンブレンタンパク質への開裂を減少
させる1つ又はそれ以上の突然変異、ポリタンパク質N5I−NS2A開裂部位
のつぎの+1位置の部位である、グリシンをコード化する部位における1つ又は
それ以上の置換、3°非コード末端の最も3°寄りのヌクレオチドを第1番とし
たとき、ヌクレオチド113番から384番までの間(113番および384番
を含む)の少なくともヌクレオチド30個からなる1つ又はそれ以上の欠失、N
S1のC末端開裂部位における8個のアミノ酸の1つ又はそれ以上をコード化す
る配列における1つ又はそれ以上の突然変異からなる群から選択されることを特
徴とする請求の範囲第7項に記載の組換えDNA構築物。
13、ダニ媒介脳炎ウィルス(T B E V)からのプレメンブレンタンパク
質およびエンベロープタンパク質を作動可能にコード化する核酸領域を含み、前
記核酸領域は、デング熱ウィルスからのカプシドタンパク質および非構造タンパ
ク質をコード化する核酸領域に連結することができることを特徴とするRNAセ
グメント。
14 前記デング熱ウィルスは4型デング熱ウイルスであることを特徴とする請
求の範囲第13項のRNAセグメント。
15、前記構築物は前記核酸内に少なくとも1つの突然変異を含むことを特徴と
する請求の範囲第13項に記載のRNAセグメント。
16、前記突然変異は、プレメンブレンタンパク質、エンベロープタンパク質、
またはNSI (1)タンパク質のグリコジル化を減少させる1つ又はそれ以上
の突然変異、プレメンブレンタンパク質のメンブレンタンパク質への開裂を減少
させる1つ又はそれ以上の突然変異、ポリタンパク質N5I−NS2A開裂部位
のつぎの+1位置の部位である、グリシンをコード化する部位における1つ又は
それ以上の置換、3′非コード末端の最も3′寄りのヌクレオチドを第1番とし
た、ヌクレオチド113番から384番までの間(113番および384番を含
む)の少なくともヌクレオチド30個からなる1つ又はそれ以上の欠失、NSI
のC末端開裂部位における8個のアミノ酸の1つ又はそれ以上をコード化する配
列における1つ又はそれ以上の突然変異からなる群から選択されることを特徴と
する請求の範囲第15項に記載のRNAセグメント。
17、安定な、完全長の、感染性4型デング熱ウイルスRNAをコード化する、
単離された組換えDNA構築物。
18、さらにベクターを含むことを特徴とする請求の範囲第17項に記載の単離
された組換えDNA構築物。
19、前記ベクターはプラスミドであることを特徴とする請求の範囲第18項に
記載の分離された組換えDNA構築物。
20、前記DNA構築物の発現を可能とするように、請求の範囲第18項による
組換えDNA構築物で安定的に形質転換された宿主細胞。
21、前記細胞は原核細胞であることを特徴とする請求の範囲第20項に記載の
宿主細胞。
22、少なくとも1つの突然変異をさらに含むことを特徴とする請求の範囲第1
7項に記載のDNA構築物。
23、安定な、完全長の感染性4型デング熱ウイルスRNAをコード化する単離
された組換えDNA構築物において、少なくとも1つの突然変異をさらに含み、
前記突然変異は、プレメンブレンタンパク質、エンベロープタンパク質、または
NSI (1)タンパク質のグリコジル化を減少させる1つ又はそれ以上の突然
変異、プレメンブレンタンパク質のメンブレンタンパク質への開裂を減少させる
1つ又はそれ以上の突然変異、ポリタンパク質N5I−NS2A開裂部位のつぎ
の+1位置の部位である、グリシンをコード化する部位における1つ又はそれ以
上の置換、3゛非コード末端の最も3゛寄りのヌクレオチドを第1番としたとき
、ヌクレオチド113番から384番までの間(113番および384番を含む
)の少なくともヌクレオチド30個からなる1つ又はそれ以上の欠失、NSIの
C末端開裂部位における8個のアミノ酸の1つ又はそれ以上をコード化する配列
における1つ又はそれ以上の突然変異からなる群から選択されることを特徴とす
る分離された組換えDNA構築物。
24.4型デング熱ウイルスに対するワクチンにおいて、請求の範囲第23項の
前記DNA構築物と、薬学的に許容可能な担体とを含み、前記ワクチンは、4型
デング熱ウイルス感染に対してを推動物に防御免疫反応を起こすことができるこ
とを特徴とするワクチン。
25、組換えDNA構築物から転写された安定な完全長の感染性4型デングゲノ
ムを含む、単離されたRNAセグメント。
26、少なくとも1つの突然変異をさらに含むことを特徴とする請求の範囲第2
5項に記載のRNAセグメント。
27、組換えDNA構築物から転写された安定な完全長の感染性4型デングゲノ
ムを含む単離されたRNAセグメントにおいて、少なくとも1つの突然変異をさ
らに含み、前記突然変異は、プレメンブレンタンパク質、エンベロープタンパク
質、またはNSI (1)タンパク質のグリコジル化を減少させる1つ又はそれ
以上の突然変異、プレメンブレンタンパク質のメンブレンタンパク質への開裂を
減少させる1つ又はそれ以上の突然変異、ポリタンパク質N5l−NS2A開裂
部位のつぎの+1位置の部位である、グリシンをコード化する部位における1つ
又はそれ以上の置換、3′非コード末端の最も3°寄りのヌクレオチドを第1番
としたとき、ヌクレオチド113番から384番までの間(113番および38
4番を含む)の少なくともヌクレオチド30個からなる1つ又はそれ以上の欠失
、NSIのC末端開裂部位における8個のアミノ酸の1つ又はそれ以上をコード
化する配列における1つ又はそれ以上の突然変異からなる群から選択されること
を特徴とする分離されたRNAセグメント。
28、あるサブタイプのデンゾからの構造タンパク質と、異なるサブタイプのデ
ンゾからの非構造タンパク質とを作動可能にコード化する核酸領域を有するゲノ
ムをもち、前記ゲノムはさらに、プレメンブレンタンパク質、エンベロープタン
パク質、またはNSI (1)タンパク質のグリコジル化を減少させる1つ又は
それ以上の突然変異、プレメンブレンタンパク質のメンブレンタンパク質への開
裂を減少させる1つ又はそれ以上の突然変異、ポリタンパク質N5I−NS2A
開裂部位のつぎの+1位置の部位である、グリシンをコード化する部位における
1つ又はそれ以上の置換、3′非コード末端の最も3′寄りのヌクレオチドを第
1番とした、ヌクレオチド113番および384番までの間(113番および3
84番を含む)の少なくともヌクレオチド30個からなる1つ又はそれ以上の欠
失、NSIのC末端開裂部位における8個のアミノ酸の1つ又はそれ以上をコー
ド化する配列における1つ又はそれ以上の突然変異からなる群から選択される当
然変異を含むことを特徴とするキメラウィルス。
29、デング熱に対するワクチンにおいて、請求の範囲第28項の前記キメラウ
ィルスと、薬学的に許容可能な担体とを含み、前記ワクチンは、デング熱つィル
スに対してを推動物に防御免疫反応を起こすことのできることを特徴とするワク
チン。
フロントページの続き
(51) Int、 C1,5識別記号 庁内整理番号Cl2N 15109
//(C12N 15/40
C12R1:92)
(C12N 1/21
C12R1:01)
(81)指定国 EP(AT、BE、CH,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,IE、IT、LU、MC,NL、SE)、AU
、CA、JP、US(72)発明者 プレトネフ、アリグザンダー ジー。
アメリカ合衆国、 20814.メリーランド。
ベセスダ、モントローズ アベニュー。
#102 10423番地
I
(72)発明者 メン、ルーエ
アメリカ合衆国、 20895.メリーランド。
ケシシントン、コネチカット アベニュー、ノースウェスト 11344番地
(72)発明者 ペテル、ミシェル
アメリカ合衆国、 21401.メリーランド。
アナポリス、ドリームス ランディングウェイ 902番地