Вакцина для иммунизации позвоночных против бруцеллеза, вакцина для профилактики или лечения позвоночных от бруцеллеза и способ получения вакцинного штамма, аттенюированный или авирулентный вариант штамма бактерий в. abortus rb51, способ профилактики или лечения позвоночных от бруцеллеза
Номер патента: 5234
Опубликовано: 30.12.2004
Авторы: Корбил Лайнетт, Краверо Сильвио, Бойл Стивен М., Вемулапалли Рамеш, Шуриг Герхард Г., Срирнаганатан Наммалвар
Формула / Реферат
1. Вакцина для иммунизации позвоночных против бруцеллеза, отличающаяся тем, что она содержит аттенюированный или авирулентный штамм бактерий рода Brucella, который способен к сверхэкспрессии по меньшей мере одного гомологичного антигена, кодируемого по меньшей мере одним геном бактерий рода Brucella, причем указанный антиген способен индуцировать защитный иммунный ответ против бруцеллеза.
2. Вакцина по п.1, отличающаяся тем, что аттенюированный или авирулентный штамм бактерий рода Brucella дополнительно экспрессирует один или более гетерологичных антигенов.
3. Вакцина для профилактики или лечения позвоночных от бруцеллеза, отличающаяся тем, что она содержит аттенюированные или авирулентные бактерии рода Brucella, которые способны к сверхэкспрессии по меньшей мере одного гомологичного антигена, кодируемого по меньшей мере одним геном указанных бактерий, причем указанный антиген способен индуцировать защитный иммунный ответ у позвоночных против бруцеллеза.
4. Вакцина по п.3, отличающаяся тем, что указанные бактерии выбраны из группы, состоящей из B. abortus, B. melitensis, B. suis и B. canis.
5. Вакцина по п.4, отличающаяся тем, что указанные бактерии представляют собой штамм B. abortus RB51 или его вариант.
6. Вакцина по п.5, отличающаяся тем, что по меньшей мере один ген, кодирующий гомологичный антиген, является геном Cu/Zn супероксид дисмутазы (СОД).
7. Вакцина по п.6, отличающаяся тем, что ген Cu/Zn супероксид дисмутазы получен из геномной библиотеки pUC19 штамма B. abortus 2308.
8. Вакцина по п.6, отличающаяся тем, что по меньшей мере один ген, кодирующий гомологичный антиген, представлен одним или обоими генами GroES и GroEL.
9. Вакцина по п.8, отличающаяся тем, что ген GroES и ген GroEL получены из геномной библиотеки pUC19 штамма B. abortus 2308.
10. Вакцина по п.3, отличающаяся тем, что позвоночное является коровой.
11. Аттенюированный или авирулентный вариант штамма бактерий Brucella abortus RB51, способный к сверхэкспрессии по меньшей мере одного гомологичного антигена, кодируемого по меньшей мере одним геном указанных бактерий Brucella, причем указанный антиген способен индуцировать защитный иммунный ответ от бруцеллеза.
12. Вариант штамма по п.11, отличающийся тем, что указанный антиген кодируется по меньшей мере одним геном, выбранным из группы, состоящей из гена Cu/Zn СОД, гена GroES и гена GroEL.
13. Способ профилактики или лечения позвоночных от бруцеллеза, включающий введение эффективного количества вакцины по любому из пп.1-10.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что позвоночное является человеком.
15. Способ по п.13, отличающийся тем, что вакцина содержит бактерии рода Brucella, которые дополнительно экспрессируют один или более гетерологичных антигенов.
16. Способ по п.13, отличающийся тем, что вакцина содержит бактерии рода Brucella, в которых по меньшей мере один ген, кодирующий гомологичный антиген, является геном Cu/Zn СОД.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что указанный ген Cu/Zn СОД получают из геномной библиотеки pUC19 штамма B. abortus 2308.
18. Способ по п.13, отличающийся тем, что вакцина содержит бактерии рода Brucella, в которых по меньшей мере один ген, кодирующий гомологичный антиген, представлен одним или обоими генами GroES и GroEL штамма B. abortus RB51.
19. Способ по п.18, отличающийся тем, что указанные ген GroES и ген GroEL получают из геномной библиотеки pUC19 штамма B. abortus 2308.
20. Способ получения вакцинного штамма для профилактики или лечения позвоночных от бруцеллеза, отличающийся тем, что экстрагируют дезоксирибонуклеиновую кислоту из бактерий рода Brucella, идентифицируют по меньшей мере один ген, кодирующий по меньшей мере один гомологичный антиген, причем указанный антиген способен стимулировать защитный иммунный ответ против бруцеллеза, проводят инсерцию указанного гена в мультикопийную плазмиду, способную к репликации и экспрессии антигена в бактериях рода Brucella, трансформируют аттенюированный или авирулентный штамм бактерий рода Brucella указанной плазмидой с получением штамма, входящего в состав вакцины по любому из пп.1-10.
21. Способ по п.20, отличающийся тем, что полученный аттенюированный или авирулентный штамм бактерий рода Brucella дополнительно экспрессирует один или более гетерологичных антигенов.
22. Способ по п.20, отличающийся тем, что указанный штамм выбран из группы, состоящей из B. abortus, B. melitensis, B. suis, B. ovis, B. neotomae и B. canis.
23. Способ по п.22, отличающийся тем, что указанный штамм является вариантом штамма B. abortus RB51.
24. Способ по п.23, отличающийся тем, что по меньшей мере один ген, кодирующий гомологичный антиген, представлен геном Cu/Zn супероксид дисмутазы.
25. Способ по п.23, отличающийся тем, что по меньшей мере один ген, кодирующий гомологичный антиген, представлен одним или обоими генами GroES и GroEL.
Текст
1 Область техники, к которой относится изобретение Изобретение касается вакцины со сверхэкспрессией гомологичного антигена, способа ее получения и использования вакцины для профилактики или лечения позвоночных, страдающих от заболевания, вызванного патогенным микроорганизмом (патогеном), или с риском такого заболевания. Вакцина выделена из аттенюированного или авирулентного варианта патогена и способна к сверхэкспрессии одного или более генов патогена, обеспечивая таким образом иммунитет, превышающий иммунитет,индуцированный вакциной на основе того же патогена без сверхэкспрессии гена. Уровень техники Вакцины используют для защиты от болезней, которые вызывают патогены. Данные патогены представляют собой микробные организмы, такие как бактерии и вирусы, которые поражают животных, включая человека. Вакцины главным образом выделяют из патогена путем получения и введения либо а) аттенюированного или авирулентного варианта патогена;b) убитого патогена; с) экстрагированных защитных антигенов или смесей антигенов патогена (гомологичных антигенов) или d) микроорганизма, экспрессирующего один или более защитных антигенов, кодируемых клонированными генами, происходящими из микробного патогена, отличного от вакцинного штамма (гетерологичные антигены). Вакцины как против бактерий, так и против вирусов конструируют из микроорганизмов,экспрессирующих один или более защитных антигенов, как описано в работе K. Jones и M.Vaccines), CRC Press (1997). Вакцины предназначены для получения иммунного ответа у реципиента, состоящего из иммунного ответа,опосредованного по меньшей мере одним антителом или опосредованного Т-клетками, таким образом предотвращая предстоящую инфекцию патогена или вступая в борьбу с имеющейся патогенной инфекцией. В частности, вакцины против факультативных внутриклеточных патогенов, тех, которые растут внутри клеток инфицированного хозяина, нужны для индукции сильного и соответствующего опосредованного клетками иммунного ответа. Напротив, вакцины против облигатных внеклеточных патогенов нужны для индукции соответствующего опосредованного антителами иммунного ответа. Часто независимо от патогена соответствующий комбинированный опосредованный антителом и клеткой иммунный ответ приводит к достаточной защите от инфекции или облегчению инфекции. Для достижения данной защиты от инфекции или облегчения инфекции вакцины могут экспрессировать один или более гомологичных антигенов, гетерологичных антигенов или их комбинацию. 2 Вакцины могут вводиться позвоночным как для профилактики, так и для лечения инфекций патогенов. Таким образом вакцины обычно вводят для профилактики распространения болезни, вызываемой патогеном. В частности, стадных животных, таких как коровы,козы, овцы и свиньи, часто вакцинируют для предотвращения распространения болезни среди животных стада. Кроме того, поскольку некоторые болезни могут передаваться от позвоночного к позвоночному, включая передачу заражения между различными животными и между животными и человеком, вакцины используют для предотвращения распространения болезни между разными видами, обычно путем введения инфицированному животному и другим неинфицированным животным в непосредственном окружении. Однако другие животные в данной зоне, которые с меньшей вероятностью заразились болезнью, также могут быть вакцинированы в качестве профилактической меры. Например, инфицированная корова и ее еще не инфицированное стадо могут быть вакцинированы с целью лечения заболевания и предотвращения его дальнейшего распространения. В качестве профилактической меры другие животные, которые, вероятно, заразились от инфицированной коровы, такие как соседние коровы,овцы или люди, могут быть также вакцинированы. Было обнаружено, что вакцины, полученные из аттенюированного или авирулентного варианта патогена, являются высокоэффективными в плане профилактики или борьбы с заболеванием, вызываемым данным патогеном. В частности, известно, что данные аттенюированные или авирулентные патогены могут быть модифицированы для получения экспрессии гетерологичных антигенов (антигенов, которые выделены из патогена другого вида). Для экспрессии гетерологичных антигенов в желаемом аттенюированном или авирулентном патогене ген, кодирующий антиген, способный обеспечивать защиту против патогена, идентифицируют в дезоксирибонуклеиновой кислоте гетерологичного вида. Желаемый ген изолируют и затем вводят в плазмиду, способную к репликации и экспрессии в аттенюированном или авирулентном патогене. Затем плазмиду интродуцируют в аттенюированный или авирулентный патоген и вызывают экспрессию гетерологичного антигена при введении субъекту, представленному позвоночным. Примером подобной экспрессии гетерологичного антигена является бактериальная вакцина на основе Salmonella, которая экспрессирует белок Streptococcus spaA. См. патент США 4888170. Данная вакцина содержит авирулентный дериват патогенного микроба рода Salmonella, который в свою очередь экспрессирует рекомбинантный ген, выделенный из патогена вида Streptococcus mutans, образуя таким обра 3 зом антиген, способный индуцировать иммунную реакцию против патогена у позвоночного. Следующим примером гетерологичной экспрессии являются вакцины на основе Vibriocholera. Был разработан ряд живых аттенюированных штаммов Vibrio cholera для вакцинации человека против холеры. См. раздел Kaper J.B. и соавт. "Новые и усовершенствованные вакцины против холеры" (New and improved vaccinesagainst cholera) в монографии "Вакцины нового поколения" (New generation Vaccines) (под ред. М.М.Levin и соавт.), Marcel Deker, Inc. NY,1997. Некоторые из данных штаммов способны к сверхэкспрессии гетерологичных антигенов. См. раздел Butterton J.R. и S.B. Calderwood "Аттенюированный Vibrio cholera как живой вектор для экспрессии чужеродных антигенов" (Attenuated Vibrio cholera as a live vector for expressionof foreign antigens) в монографии "Вакцины нового поколения" (Newgeneration Vaccines) (под ред. М.М. Levin и соавт.), Marcel Deker, Inc. NY,1997. Иммунитет, вызванный аттенюированными вакцинными штаммами, является результатом индукции антител, которые обладают либо антибактериальной и/либо антитоксической активностью. Некоторые штаммы были аттенюированы путем делеции ряда генов, кодирующих токсигенные компоненты, включая субъединицу А токсина холеры, кодируемую геном ctxA. Однако для того, чтобы вакцинный штамм холеры был полностью защитным, необходимо, чтобы ген ctxB, кодирующий субъединицу В (с которой связывается субъединица А),экспрессировался, обеспечивая продукцию антител, которые нейтрализуют токсин холеры. Сверхэкспрессия гена ctxB была получена в Vibrio cholera с целью образования больших количеств антигена холерного токсина В (СТВ). Полученный при сверхэкспрессии антиген СТВ собирают, очищают и используют как субъединичную вакцину, которая представляет собой экстрагированный антиген СТВ. См. статьюLebens M. и соавт., Biotechnology (NY) декабрь,11:1574-1579, 1993. Однако несмотря на то, что образующийся при сверхэкспрессии антиген сам по себе был использован в качестве вакцины, аттенюированный или авирулентный патоген Vibrio cholera, который способен к сверхэкспрессии гена ctxB или какого-либо другого гомологичного гена, не был использован в качестве живой вакцины. Другим примером гетерологичной экспрессии являются вакцины на основе Mycobacterium spp., используемые для профилактики туберкулеза у человека. БелокGroEL Mycobacterium tuberculosis индуцирует защитный иммунитет при экспрессии геномgroEL, трансфицированным в макрофаги (см. статью Silva C.L. и Lowrie D.B., Immunology,84:244-248, 1994), свидетельствуя о том, что белок GroEL является защитным антигеном при представлении Т-клеткам антиген-презентирующей клеткой (АРС) данного типа. Вакцины на 4 основе депротеинизированной ДНК с использованием генов Mycobacterium, кодирующих ряд антигенов (hsp70, 85 кД, 65 кД, 36 кД, 6 кД),также способны к индукции защитного иммунитета. См. статьи Lowrie D.B. и соавт., Vaccine,15:834-838, 1997; Tascon E. и соавт., Nat. Med. 2:888-892, 1996 и Lozes E. и соавт., Vaccine,15:880-883, 1997. Полагают, что вакцины на основе депротеинизированной ДНК работают потому, что они трансфицируют АРС (см. статью Chattergon M. и соавт., FASEB J., 11:753763, 1997), который в свою очередь презентирует антиген Т-клеткам, индуцируя таким образом иммунитет, опосредованный защитными клетками. М. bovis BCG, живой аттенюированный штамм Mycobacterium, используют для индукции защитного иммунитета против инфекции М.Med. Bull., 44:91, 1988. Антигенные вакцины, разработанные против бруцеллеза, представляют примеры экспрессии гомологичного антигена, где антиген выделен из того же самого вида, что и аттенюированный патоген. Бруцеллез является инфекционным бактериальным заболеванием, которое может передаваться человеку от животных. Его вызывает любой клон вида патогенной аэробной бактерии рода Brucella. У животных бруцеллез приводит к выкидышу и бесплодию. У человека он вызывает лихорадку, недомогание и головные боли. Данная болезнь хорошо изучена, и в результате разработано множество вакцин. Известно, что существующие вакцинные штаммы Brucella, такие как штаммы 19 и RB51 В. abortus и штамм REV1 В. melitensis, могут защищать как от вида Brucella, из которого они происходят, так и перекрестно защищать от инфекции других видов, таких как В. abortus, В.melitensis и штамм VTRS1 В. suis также осуществляют перекрестную защиту от различных видов Brucella. См. статью Winter A.J. и соавт.,Am. J. Vet. Res., 57:677, 1996. В прошлом одной из наиболее часто используемых вакцин для профилактики коровьего бруцеллеза был штамм 19 В. abortus, как описано в работе P. Nicoletti в монографии "Бруцеллез у животных" (Animal Brucellosis), CRCabortus обеспечивал иммунитет у крупного рогатого скота при уровне защиты, лежащем в диапазоне от 65 до 75% в зависимости от ряда переменных величин, таких как возраст скота 5 при вакцинации, введенная доза, способ введения и преобладание бруцеллеза в вакцинированном стаде. Штамм RB51 В. abortus, новая аттенюированная живая вакцина на основе Brucella (торговое название RB-51) представляет собой стабильную вакцину, рекомендованную для применения в США. См. статью Schurig G.G. и соавт., Vet. Microbiol., 26:359, 1991 и Colby L.,диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук, Virginia Tech,Blacksburg, Va. Аттенуация штамма RB51 показана в исследованиях, проведенных на мышах,козах и крупном рогатом скоте. См. статьиde Medicina Veterinaria XXVIII, No. extraordinario:119-121, 1995. По сравнению с защитой,обеспечиваемой штаммом 19, штамм RB51, как было показано в протоколах по однократной вакцинации, обеспечивает аналогичную защиту крупного рогатого скота. См. статьи ChevilleN.F. и соавт. Am. J. Vet. Research, 53:1881, 1993 и Cheville N.F. и соавт. Am. J. Vet. Research,57:1153, 1996. Кроме того, пероральное введение штамма RB51 мышам и крупному рогатому скоту показало защитный иммунитет. См. статью Stevens M.G. и соавт., Infect. Immun.,64:534, 1996. В частности, на модели на мышах показано, что защитный иммунитет в отношении бруцеллеза, индуцированный штаммомRB51, является исключительно опосредованным Т-клетками, поскольку пассивный переносRB51-индуцированных антител не защищает от болезни, тогда как адоптивный Т-клеточный перенос защищает. См. Bagchi Т., диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук, Virginia Tech, Blacksburg, Va, 1990 и статью Jimenez deBagues M.P. и соавт., Infect.Immun., 62:4990, 1994. Считают, что вакцинация с помощью RB-51 дает защиту путем индукции образования -интерферона, способного активировать макрофаги и специфические цитотоксические Т-клетки у субъекта, которые способны уничтожать инфицированные Brucella макрофаги. Хотя RB-51, выделенный из штамма 2308 В. abortus, является самой лучшей из существующих в настоящее время вакцин против бруцеллеза у животных, он еще не обладает 100%ой эффективностью. Ни одна из современных вакцин против бруцеллеза не является абсолютно эффективной. Вследствие этого продолжается поиск перспективных штаммов, таких как штамм RB51 В. abortus. Например, экспрессия гетерологичных антигенов штаммом RB51 В.in Animal Diseases, ноябрь, Чикаго, Тезис No. 150, 1996. Сверхэкспрессия гомологичного антигена у Brucella была описана как исследовательский инструмент для целей комплементации специфических делеционных мутантов при изучении белка HtrAeS. abortus (см. статью Р.Н.Elzer, Inf. Immun., 62:4131, 1994) и для исследования физиологических функций, как был представлено в устном сообщении R. Wright на Конференции по исследованию Brucella (BrucellaResearch Conference), 9 ноября 1997 г., Чикаго,Иллинойс. Однако сверхэкспрессия гомологичных антигенов Brucella или других патогенов с сопутствующей экспрессией гетерологичного антигена или без нее не изучалась в плане использования в вакцинах. Сверхэкспрессию гомологичных антигенов ранее использовали в основном как инструмент исследования, как описано выше. Аттенюированный или авирулентный патоген, модифицированный с целью получения сверхэкспрессии гомологичного антигена, не использовали в качестве живой вакцины. Однако мы обнаружили, что вакцина, которая представляет собой аттенюированный или авирулентный патоген, который способен к сверхэкспрессии одного или более гомологичных антигенов, как описано в данном контексте, будет обеспечивать более сильную защиту от патогенной болезни, чем вакцины аттенюированных патогенов, которые экспрессируют те же самые гомологичные антигены на уровне дикого типа. Вследствие этого изобретение направлено на вакцину, средства для получения вакцины и их применение для профилактики и лечения патогенной болезни, причем вакцина представляет собой аттенюированный или авирулентный патоген, который способен к сверхэкспрессии по меньшей мере одного гомологичного антигена, обеспечивая таким образом повышенную защиту против болезни и лечение болезни, вызванной неаттенюированным патогеном у позвоночного-субъекта. Сущность изобретения Изобретение направлено на живую вакцину, которая представляет собой аттенюированный или авирулентный патоген, который способен к сверхэкспрессии одного или более гомологичных антигенов патогена, способ ее получения и способ лечения животных, включая человека, вакциной. Данная вакцина повышает уровень защиты от неаттенюированного патогена по сравнению с вакцинами на основе аттенюированных патогенов, экспрессирующих гомологичные антигены патогена на уровне дикого типа. Таким образом, вакцина со сверхэкспрессией гомологичного антигена будет индуцировать сильный опосредованный клетками иммунный ответ и/или сильный гуморальный ответ антител в отношении неаттенюированного патогена у вакцинированного субъекта. 7 В частности, целью данного изобретения является разработка вакцины для профилактики или лечения позвоночных от бруцеллеза, которая представляет собой аттенюированные или авирулентные бактерии рода Brucella, способные к сверхэкспрессии гомологичного антигена,и иммунизация животного, включая человека,вакциной, так что вакцина индуцирует сильный опосредованный клеткой или опосредованный антителом иммунный ответ против вирулентного патогена, обеспечивая таким образом полную защиту, такую как стерильный иммунитет, против инфекции вирулентного патогена. Следующим объектом изобретения является разработка вакцины для иммунизации позвоночных против бруцеллеза, которая представляет собой аттенюированный или авирулентный штамм бактерий рода Brucella, способный к сверхэкспрессии гомологичного антигена, и иммунизация животного вакциной, так что вакцина индуцирует сильный опосредованный клеткой или опосредованный антителом иммунный ответ против вирулентного патогена,обеспечивая таким образом полную защиту,такую как стерильный иммунитет, против инфекции вирулентного патогена. В одном из воплощений изобретения используемые аттенюированные или авирулентные бактерии рода Brucella дополнительно экспрессируют гетерологичный антиген, что в совокупности со сверхэкспрессией гомологичного антигена обеспечивает защиту от вирулентного микроорганизма у вакцинированного субъекта. Еще одним объектом данного изобретения является способ профилактики и лечения бруцеллеза у позвоночных, включающий введение эффективного количества упомянутой вакцины. Изобретение также относится к способу получения вакцинного штамма для профилактики или лечения позвоночных от бруцеллеза,включающему экстрагирование дезоксирибонуклеиновой кислоты из бактерий рода Brucella,идентификацию по меньшей мере одного гена,кодирующего по меньшей мере один гомологичный антиген, причем указанный антиген способен стимулировать защитный иммунный ответ против бруцеллеза, проведение инсерции указанного гена в мультикопийную плазмиду,способную к репликации и экспрессии антигена в бактериях рода Brucella, трансформирование аттенюированного или авирулентного штамма бактерий рода Brucella указанной плазмидой с получением штамма, входящего в состав вакцины. В еще одном аспекте изобретение касается аттенюированного или авирулентного варианта штамма бактерий Brucella abortus RB51, способного к сверхэкспрессии по меньшей мере одного гомологичного антигена, кодируемого по меньшей мере одним геном бактерий рода Brucella. Перечень фигур чертежей и иных материалов Прилагаемые иллюстрации предназначены для помощи в объяснении и более детального представления изобретения, описанного в данном контексте. В частности: на фиг. 1 приведена схема, представляющая происхождение гомологичного антигена из вида Brucella и инсерцию антигена в вакцинный штамм вида Brucella; на фиг. 2 представлена конструкция рекомбинантных плазмид для получения сверхэкспрессии медь/цинк СОД (супероксиддисмутазы) (А), а также GroES и GroEL (В) в штамме RB51 В. abortus; на фиг. 3 показан клиренс штамма 2308 В.abortus из селезенки мышей, вакцинированных штаммом RB51 В. abortus, способным к сверхэкспрессии медь/цинк СОД или GroES/EL, и на фиг. 4 показана цитотоксическая активность лимфоцитов в отношении инфицированных Brucella клеток мышей, вакцинированных штаммом RB51 В. abortus, способным к сверхэкспрессии медь/цинк СОД или GroES/EL. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Изобретение направлено на вакцину для иммунизации позвоночных против болезни, вызываемой патогенным микроорганизмом, где вакцина содержит аттенюированный или авирулентный патогенный микроорганизм, который способен к сверхэкспрессии одного или более гомологичных антигенов, кодируемых по меньшей мере одним геном патогенного микроорганизма, где каждый антиген способен индуцировать защитный иммунный ответ против патогена. Изобретение относится также к вакцинному штамму со сверхэкспрессией гомологичного антигена, который получают методами генетической инженерии живых аттенюированных микробов способом, содержащим стадии а) выбора гена, кодирующего гомологичный антиген,способный прямо или косвенно стимулировать защитный иммунитет против патогенного микроорганизма (патогена), и b) инсерции указанного гена в аттенюированный или авирулентный микроорганизм с обеспечением сверхэкспрессии гомологичного антигена. Более детально вакцинный штамм со сверхэкспрессией гомологичного антигена (OHAV) получают с помощью следующих стадий:a) экстракция дезоксирибонуклеиновой кислоты из патогенного микроорганизма;b) идентификация гена в дезоксирибонуклеиновой кислоте, где указанный ген кодирует по меньшей мере один антиген, способный стимулировать защитный иммунитет против патогенного микроорганизма;c) инсерция указанного гена в плазмиду,способную к репликации и экспрессии в патогенном микроорганизме, иd) интродукция указанной плазмиды в аттенюированный или авирулентный вариант патогенного микроорганизма. Полученный вакцинный штамм синтезирует антиген как результат транскрипции и трансляции гена, расположенного по меньшей мере в двух сайтах, т.е. в геноме и плазмиде. В частности, предпочтительной является плазмида мультикопийного типа, чтобы она могла продуцировать большее число защитных антигенов,чем генерирует в других случаях одна геномная копия. Вышеописанный способ может быть использован для создания вакцинных штаммов со сверхэкспрессией гомологичного антигена от многих различных болезней. Сверхэкспрессия антигена обычно усиливает иммунный ответ как Т-клеток, так и антител, что значительно повышает уровень защиты субъекта. Поскольку оба типа иммунного ответа улучшаются, то поражаются как внутриклеточные, так и внеклеточные патогены, обеспечивая таким образом более сильную защиту от патогена. Например, может быть получена вакцина против патогенного микроорганизма рода Brucella. В частности, патоген может быть отобран из любого вида Brucella, включая В. abortus, В.melitensis, В. ovis, В. suis, В. canis и В. neotomae. Патогенный микроорганизм, используемый для получения вакцины, предпочтительно выбирают из специфического штамма Brucella, такого как штамм 19 В. abortus, штамм RB51 В. abortus,штамм VTRM1 В. melitensis, штамм VTRS1 В.suis и штамм REV1 В. melitensis. Предпочтительной является вакцина с одним или более геном из группы генов Cu/Zn СОД, GroES или GroEL штамма RB51 В.abortus. В частности, предпочтительно, когда вышеуказанные гены получают из геномной библиотеки pUC19 штамма В. abortus 2308. Вакцина, согласно вышеприведенному описанию, является особенно эффективной для профилактики или лечения таких болезней, как бруцеллез. Например, эффективная вакцина для профилактики или лечения коров от бруцеллеза,соответствующая данному изобретению, представляет собой аттенюированный или авирулентный штамм В. abortus RB51, способный к сверхэкспрессии по меньшей мере одного гомологичного антигена. В частности, предпочтительно, когда антиген кодируется одним или более геном из группы генов Cu/Zn СОД, GroES или GroEL, предпочтительно выбранным из геномной библиотеки pUC19 штамма 2308 В.abortus. Даже более предпочтительным является, когда аттенюированный или авирулентный дериват экспрессирует также гетерологичный антиген, способный к индукции защитного иммунитета против В. abortus. 10 Способ профилактики или лечения позвоночного, страдающего от заболевания, вызванного патогенным микроорганизмом, включает введение эффективного количества вакцины позвоночному. Вакцина, используемая в способе профилактики и лечения, может содержать аттенюированные или авирулентные бактерии рода Brucella, или оригинальный вакцинный штамм, или модифицированный существующий вакцинный штамм. Например, штамм В. abortus RB51 может быть модифицирован для получения сверхэкспрессии гомологичного антигена с образованием таким образом нового штамма, пригодного для применения в вакцине для профилактики или лечения бруцеллеза, в особенности у коров. В частности, новый вакциный штамм на основе бактерий рода Brucella можно приготовить путем 1) отбора гена, кодирующего защитный антиген из штамма Brucella; 2) инсерции гена из патогена в мультикопийную плазмиду,способную к репликации и экспрессии в Brucella, и 3) интродукции плазмиды в Brucella такими средствами, как трансформация. Таким образом может быть осуществлена сверхэкспрессия одного или более гомологичных антигенов. Кроме того, один или более гомологичных антигенов могут быть экспрессированы в вакцине известными в уровне техники способами. Посредством сверхэкспрессии одного или более гомологичных антигенов данного патогенного микроорганизма стимулируется более сильный иммунный ответ Т-клеток и/или антител против данного патогенного микроорганизма у позвоночного, которого лечили вакциной,полученной из аттенюированного или авирулентного патогена, что приводит к более сильной защите против неаттенюированного патогенного микроорганизма. Дальнейшая защита может быть предоставлена посредством дополнительной экспрессии одного или более гетерологичных антигенов аттенюированным или авирулентным патогеным микроорганизмом, осуществленной средствами, известными специалисту в данной области. Полученная вакцина со сверхэкспрессией гомологичного антигена может вводиться в дозе, эффективно способствующей профилактике или лечению болезни, вызываемой патогеным микроорганизмом, у желаемого субъектапозвоночного. Как известно специалисту в данной области, дозировки должны подбираться для каждого субъекта на основе таких факторов,как масса тела, возраст и факторы окружающей среды. Эффективная доза может вводиться любым эффективным способом в зависимости от типа животного, которое лечат, его возраста и состояния. Примеры Пример 1. Две OHAV конструируют путем сверхэкспрессии либо гена Cu/Zn СОД, либо 11 генов GroES и GroEL в штамме В. abortus RB51. Гены Cu/Zn СОД, GroES и GroEL изначально получают из геномной библиотеки pUC19 штамма 2308 В. abortus. Как показано на фиг. 2,инсерции, содержащие данные гены вместе с их собственными промоторами, вырезают из участков рВА 113 (СОД) и рВА 2131 (GroES иGroEL) и субклонируют в pBBRIMCS, плазмиду с широким кругом хозяев, которую традиционно используют в исследованиях Brucella. Полученные рекомбинантные плазмиды называют рВВСОД и pBBGroES/EL (фиг. 2). Штамм RB51 В. abortus трансформируют данными плазмидами путем электропорации. Brucella, содержащую плазмиды, отбирают путем помещения трансформированных бактерий на чашки с триптиказным соевым агаром, содержащим 30 мкг/мл хлорамфеникола. Для определения сверхэкспрессии клонированных генов антибиотикоустойчивые колонии индивидуально выращивают в триптиказном соевом бульоне и используют экстракты бактерий в качестве антигенов в иммуноблоттинге. Штамм RB51, содержащий рВВСОД (RB51COД) и pBBGroES/Cu/Zn СОД и GroEL, соответственно, по сравнению со штаммом RB51, содержащим толькоpBBRIMCS (RB51pBB). Исследования защиты на мышах Группы по 8 мышей вакцинируют инокуляцией внутрибрюшинно 4 х 108 колониеобразующих единиц (КОЕ) либо штаммовRB51COД, RB51GroESL, RB51pBB, либо RB51 в 0,5 мл физиологического раствора. Одной группе мышей инокулируют 0,5 мл физиологического раствора в качестве контроля. Через 6 недель 5 мышей в каждой группе заражают внутрибрюшинно 2,5 х 104 КОЕ вирулентного штамма 2308. Оставшихся трех мышей из каждой группы используют для характеризации иммунных реакций. Через две недели после заражения вирулентным штаммом 2308 мышей безболезненно умерщвляют и определяют КОЕ штамма 2308 в селезенке. У мышей, иммунизированных штаммом RB51COД, содержится значительно более низкое число бактерий по сравнению с мышами, иммунизированными штаммом RB51. У мышей, иммунизированных штаммом RB51GroESL, число определяемых бактерий находится на нижнем предельном значении (20 КОЕ/селезенку) способа определения. Характеризация иммунных ответов Через 6 недель после вакцинации собирают сыворотку от 3 мышей в каждой группе для анализа гуморального ответа антител. Данных мышей безболезненно умерщвляют и лимфоциты, собранные из их селезенок, используют для изучения опосредованного клетками иммунного ответа. Как показано на фиг. 3, у мышей, вакцинированных штаммом RB51, образуются антитела против GroEL, но не образуются антитела 12 против Cu/Zn СОД. Напротив, у мышей, вакцинированных штаммом RB51COД, развивается сильная реакция антител на Cu/Zn СОД, а у мышей, вакцинированных штаммом RB51 GroESL, развивается более сильный ответ антител на белок GroEL (фиг. 3), чем ответ, проявляющийся у мышей, вакцинированных штаммомRB51. Данные результаты указывают на повышенный ответ антител при использованииOHAV. Вызываемый опосредованный клетками иммунный ответ характеризуют определением цитотоксической активности лимфоцитов в отношении клеток, инфицированных Brucella. Специфическая активность лимфоцитов селезенки повышается in vitro при совместном культивировании с обработанными митомицином С инфицированными Brucella макрофагами в качестве клеток-стимуляторов. Анализ на цитотоксичность проводят с использованием активированных лимфоцитов в качестве эффекторных клеток (Е) и инфицированных Brucella макрофагов в качестве клеток-мишеней (Т). При анализе Е- и Т-клетки смешивают в двух различных соотношениях 10:1 и 5:1. Процент специфического лизиса клеток-мишеней вычисляют для каждого соотношения Е:Т, используя стандартные способы (фиг. 4). Лимфоциты мышей, вакцинированных RB51 СОД илиRB51GroESL, проявляют повышенную цитотоксическую активность относительно мышей,вакцинированных физиологическим раствором или штаммом RB51. Данная повышенная активность цитотоксических лимфоцитов (обозначаемая повышенным % специфического лизиса) прямо коррелирует с наблюдаемой повышенной защитой мышей от заражения вирулентным штаммом 2308, повышенным уровнем защиты,более высокой специфической цитотоксической активностью. Пример 2. OHAV конструируют путем сверхэкспрессии гена ctxB в Vibrio cholera. Ген получают из дезоксирибонуклеиновой кислоты патогена и вводят в плазмиду, способную к репликации и экспрессии в патогене. Полученную рекомбинантную плазмиду используют для трансформации Vibrio cholera с помощью электропорации. Плазмиды вводят и отбирают средствами, известными в уровне техники. Полученный вакцинный штамм со сверхэкспрессией гомологичного антигена способствует сверхпродукции антител, которые нейтрализуют холерный токсин, обеспечивая таким образом повышенную защиту при профилактике и лечении холеры у человека. Пример 3. OHAV конструируют путем сверхэкспрессии гена groEL Mycobacterium tuberculosis в видах Mycobacterium. Ген получают из дезоксирибонуклеиновой кислоты патогена и вводят в плазмиду, способную к репликации и экспрессии в патогене. Полученную рекомбинантную плазмиду используют для трансфор 13 мации вида Mycobacterium с помощью электропорации. Плазмиды помещают и отбирают средствами, известными в уровне техники. Полученный вакцинный штамм со сверхэкспрессией гомологичного антигена способствует сверхпродукции белков GroEL, обеспечивая таким образом повышенную защиту при профилактике и лечении туберкулеза у человека. В частности,сверхэкспрессия гена groEL, кодирующего белок GroEL, в М. bovis BCG обеспечивает повышенный защитный иммунитет против туберкулеза, поскольку вакцины BCG, как известно,направлены на защищающие антиген клетки,такие как макрофаги, что обеспечивает таким образом возможность интродукции антигенов в Т-клетки, в том числе защитный опосредованный клетками иммунитет. Вышеприведенные примеры являются только поясняющими. Объем изобретения не ограничивается примерами, но приводится в описании и прилагаемой формуле изобретения. Специалисты в данной области определят способы и материалы, которые могли бы заменить вышеописанные, и вышеприведенное описание и последующая формула изобретения охватывают любые подобные способы и материалы. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Вакцина для иммунизации позвоночных против бруцеллеза, отличающаяся тем, что она содержит аттенюированный или авирулентный штамм бактерий рода Brucella, который способен к сверхэкспрессии по меньшей мере одного гомологичного антигена, кодируемого по меньшей мере одним геном бактерий рода Brucella,причем указанный антиген способен индуцировать защитный иммунный ответ против бруцеллеза. 2. Вакцина по п.1, отличающаяся тем, что аттенюированный или авирулентный штамм бактерий рода Brucella дополнительно экспрессирует один или более гетерологичных антигенов. 3. Вакцина для профилактики или лечения позвоночных от бруцеллеза, отличающаяся тем,что она содержит аттенюированные или авирулентные бактерии рода Brucella, которые способны к сверхэкспрессии по меньшей мере одного гомологичного антигена, кодируемого по меньшей мере одним геном указанных бактерий, причем указанный антиген способен индуцировать защитный иммунный ответ у позвоночных против бруцеллеза. 4. Вакцина по п.3, отличающаяся тем, что указанные бактерии выбраны из группы, состоящей из В. abortus, В. melitensis, В. suis и В.canis. 5. Вакцина по п.4, отличающаяся тем, что указанные бактерии представляют собой штамм В. abortus RB51 или его вариант. 14 6. Вакцина по п.5, отличающаяся тем, что по меньшей мере один ген, кодирующий гомологичный антиген, является геном Cu/Zn супероксид дисмутазы (СОД). 7. Вакцина по п.6, отличающаяся тем, что ген Cu/Zn супероксид дисмутазы получен из геномной библиотеки pUC19 штамма В. abortus 2308. 8. Вакцина по п.6, отличающаяся тем, что по меньшей мере один ген, кодирующий гомологичный антиген, представлен одним или обоими генами GroES и GroEL. 9. Вакцина по п.8, отличающаяся тем, что ген GroES и ген GroEL получены из геномной библиотеки pUC19 штамма В. abortus 2308. 10. Вакцина по п.3, отличающаяся тем, что позвоночное является коровой. 11. Аттенюированный или авирулентный вариант штамма бактерий Brucella abortus RB51,способный к сверхэкспрессии по меньшей мере одного гомологичного антигена, кодируемого по меньшей мере одним геном указанных бактерий Brucella, причем указанный антиген способен индуцировать защитный иммунный ответ от бруцеллеза. 12. Вариант штамма по п.11, отличающийся тем, что указанный антиген кодируется по меньшей мере одним геном, выбранным из группы, состоящей из гена Cu/Zn СОД, генаGroES и гена GroEL. 13. Способ профилактики или лечения позвоночных от бруцеллеза, включающий введение эффективного количества вакцины по любому из пп.1-10. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что позвоночное является человеком. 15. Способ по п.13, отличающийся тем, что вакцина содержит бактерии рода Brucella, которые дополнительно экспрессируют один или более гетерологичных антигенов. 16. Способ по п.13, отличающийся тем, что вакцина содержит бактерии рода Brucella, в которых по меньшей мере один ген, кодирующий гомологичный антиген, является геном Cu/Zn СОД. 17. Способ по п.16, отличающийся тем, что указанный ген Cu/Zn СОД получают из геномной библиотеки pUC19 штамма В. abortus 2308. 18. Способ по п.13, отличающийся тем, что вакцина содержит бактерии рода Brucella, в которых по меньшей мере один ген, кодирующий гомологичный антиген, представлен одним или обоими генами GroES и GroEL штамма В. abortus RB51. 19. Способ по п.18, отличающийся тем, что указанные ген GroES и ген GroEL получают из геномной библиотеки pUC19 штамма В. abortus 2308. 20. Способ получения вакцинного штамма для профилактики или лечения позвоночных от бруцеллеза, отличающийся тем, что экстрагируют дезоксирибонуклеиновую кислоту из бак 15 терий рода Brucella, идентифицируют по меньшей мере один ген, кодирующий по меньшей мере один гомологичный антиген, причем указанный антиген способен стимулировать защитный иммунный ответ против бруцеллеза, проводят инсерцию указанного гена в мультикопийную плазмиду, способную к репликации и экспрессии антигена в бактериях рода Brucella,трансформируют аттенюированный или авирулентный штамм бактерий рода Brucella указанной плазмидой с получением штамма, входящего в состав вакцины по любому из пп.1-10. 21. Способ по п.20, отличающийся тем, что полученный аттенюированный или авирулентный штамм бактерий рода Brucella дополнительно экспрессирует один или более гетерологичных антигенов. 22. Способ по п.20, отличающийся тем, что указанный штамм выбран из группы, состоящей из В. abortus, В. melitensis, В. suis, В. ovis, В.neotomae и В. canis. 23. Способ по п.22, отличающийся тем, что указанный штамм является вариантом штамма В. abortus RB51. 24. Способ по п.23, отличающийся тем, что по меньшей мере один ген, кодирующий гомологичный антиген, представлен геном Cu/Zn супероксид дисмутазы. 25. Способ по п.23, отличающийся тем, что по меньшей мере один ген, кодирующий гомологичный антиген, представлен одним или обоими генами GroES и GroEL.
МПК / Метки
МПК: A61P 37/02, A61K 39/00, C12N 15/00, C12P 21/06
Метки: вакцинного, abortus, получения, штамма, вариант, иммунизации, rb51, лечения, авирулентный, бактерий, против, способ, профилактики, бруцеллеза, аттенюированный, вакцина, позвоночных
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-5234-vakcina-dlya-immunizacii-pozvonochnyh-protiv-brucelleza-vakcina-dlya-profilaktiki-ili-lecheniya-pozvonochnyh-ot-brucelleza-i-sposob-polucheniya-vakcinnogo-shtamma-attenyuirovannyjj.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Вакцина для иммунизации позвоночных против бруцеллеза, вакцина для профилактики или лечения позвоночных от бруцеллеза и способ получения вакцинного штамма, аттенюированный или авирулентный вариант штамма бактерий в. abortus rb51, способ профилактики или лечения позвоночных от бруцеллеза</a>
Предыдущий патент: Композиция ингредиентов для бальзама
Следующий патент: Биологически активная добавка
Случайный патент: Система связи с функцией надзора, предназначенная для абонентов с ограниченной свободой совершения вызовов