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ウイルス性糖タンパク質遺伝子のコドン最適化に基づいてラッサ熱ライブ減衰ワクチン
A Lassa Fever Live-Attenuated Vaccine Based on Codon Deoptimization of the Viral Glycoprotein Gene.
PMID: 32098811 PMCID: PMC7042690. DOI: 10.1128/mBio.00039-20.
抄録
ラッサウイルス（LASV）は西アフリカの風土病であり、毎年数十万人が感染していると推定されています。これらの感染症のかなりの数がラッサ熱（LF）を引き起こし、重大な罹患率と関連しており、入院が確認された患者の症例死亡率は69%にも上ります。米国食品医薬品局が承認したLFワクチンはありません。現在の抗ウイルス治療は，ヌクレオシド類似体であるリバビリンの適応外使用に限られているが，これは部分的にしか効果がなく，重大な副作用を伴うものである．我々は、コドン最適化（CD）糖タンパク質前駆体遺伝子（GPC）、rLASV-GPC/CDを発現する組換えLASVを生成し、特徴付けた。成長速度とピーク力価を比較すると、rLASV-GPC/CDは、野生型（WT）組換えLASV（rLASV-WT）と比較して、細胞培養においてわずかに減衰することが示された。しかしながら、rLASV-GPC/CDは、rLASV-GPC/CDを接種した動物において検出可能な臨床徴候がないことによって反映されるように、系統13およびHartleyモルモットにおいて高度に減衰している。重要なことに、rLASV-GPC/CDの単回皮下投与は、そうでなければ致死的なLASVへの曝露から完全に保護することができる。我々の結果は、安全で効果的なLASV生ワクチン候補を開発するためのCDアプローチの実施可能性を実証している。さらに、rLASV-GPC/CDは、最大封じ込め（バイオセーフティレベル4）の外でLASVを安全に研究するためのツールを研究者に提供する可能性があり、LASVの分子生物学および細胞生物学の基本的な側面の解明と新規LASV医療対策の開発を加速させる可能性があります。ラッサウイルス（LASV）は西アフリカで数十万人に感染し、致死的なラッサ熱（LF）の症例が多数発生しています。ラッサ熱ワクチンは認可されておらず，抗ラッサ熱治療はヌクレオシドアナログリバビリンの適応外使用に限られており，有効性は不明である．我々は、新規な生きたまま減衰する LASV ワクチン候補の生成について述べている。このワクチン候補は、ウイルスゲノムの重要な領域である糖タンパク質前駆体（GPC）遺伝子に野生型（WT）LASVを変異させたものである。これらの変異は、コードされたGPCを変化させないが、宿主細胞でのGPCの産生を妨害する。この変異したLASV（rLASV-GPC/CD）は、細胞培養においてWT LASV（rLASV-WT）と同様の挙動を示すが、rLASV-WTとは対照的に、モルモットに接種しても発病しない。rLASV-GPC/CD で免疫したモルモットは、WT LASV への致死的な曝露から保護された。この結果は、非ヒト霊長類のLASVモデルにおけるこの候補ワクチンの試験を支持するものである。
Lassa virus (LASV) is endemic in Western Africa and is estimated to infect hundreds of thousands of individuals annually. A considerable number of these infections result in Lassa fever (LF), which is associated with significant morbidity and a case-fatality rate as high as 69% among hospitalized confirmed patients. U.S. Food and Drug Administration-approved LF vaccines are not available. Current antiviral treatment is limited to off-label use of a nucleoside analogue, ribavirin, that is only partially effective and associated with significant side effects. We generated and characterized a recombinant LASV expressing a codon-deoptimized (CD) glycoprotein precursor gene (GPC), rLASV-GPC/CD. Comparison of growth kinetics and peak titers showed that rLASV-GPC/CD is slightly attenuated in cell culture compared to wild-type (WT) recombinant LASV (rLASV-WT). However, rLASV-GPC/CD is highly attenuated in strain 13 and Hartley guinea pigs, as reflected by the absence of detectable clinical signs in animals inoculated with rLASV-GPC/CD. Importantly, a single subcutaneous dose of rLASV-GPC/CD provides complete protection against an otherwise lethal exposure to LASV. Our results demonstrate the feasibility of implementing a CD approach for developing a safe and effective LASV live-attenuated vaccine candidate. Moreover, rLASV-GPC/CD might provide investigators with a tool to safely study LASV outside maximum (biosafety level 4) containment, which could accelerate the elucidation of basic aspects of the molecular and cell biology of LASV and the development of novel LASV medical countermeasures. Lassa virus (LASV) infects several hundred thousand people in Western Africa, resulting in many lethal Lassa fever (LF) cases. Licensed LF vaccines are not available, and anti-LF therapy is limited to off-label use of the nucleoside analog ribavirin with uncertain efficacy. We describe the generation of a novel live-attenuated LASV vaccine candidate. This vaccine candidate is based on mutating wild-type (WT) LASV in a key region of the viral genome, the glycoprotein precursor (GPC) gene. These mutations do not change the encoded GPC but interfere with its production in host cells. This mutated LASV (rLASV-GPC/CD) behaves like WT LASV (rLASV-WT) in cell culture, but in contrast to rLASV-WT, does not cause disease in inoculated guinea pigs. Guinea pigs immunized with rLASV-GPC/CD were protected against an otherwise lethal exposure to WT LASV. Our results support the testing of this candidate vaccine in nonhuman primate models ofLF.
Copyright © 2020 Cai et al.