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JP2000503849A - 抗ウィルス剤感受性及び耐性を決定するための組成物及び方法並びに抗ウィルス剤のスクリーニング - Google Patents

抗ウィルス剤感受性及び耐性を決定するための組成物及び方法並びに抗ウィルス剤のスクリーニング

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、(a)患者由来セグメント及びインジゲータ遺伝子を含む耐性試験ベクターを宿主細胞に導入し;(b)工程(a)からの宿主細胞を培養し;(c)標的宿主細胞におけるインジケータ遺伝子の発現を測定し;及び(d)工程(c)からのインジケータ遺伝子の発現を、抗ウイルス剤が存在しない条件下において工程(a)−(c)を行った場合に測定されるインジケータ遺伝子の発現と比較することを包含する抗ウイルス剤に対する感受性を決定するための新規試験であって、抗ウイルス剤の試験濃度が工程(a)−(c);工程(b)−(c);又は工程(c)において存在することを特徴とする新規試験によって達成される試験を提供する。本発明はまた、患者における抗ウイルス剤の耐性を決定するための方法を提供する。本発明はまた、抗ウイルス剤の候補化合物の生物学的有効性を評価するための方法を提供する。患者由来セグメント及びインジケータ遺伝子を具備した耐性試験ベクターと、該耐性試験ベクターにより形質転換した宿主細胞を含む組成物を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 抗ウィルス剤感受性及び耐性を決定するための組成物及び方法 並びに抗ウィルス剤のスクリーニング 技術分野 本発明は、ウィルス感染を治療するための有効な薬物投与計画を評価するのに 用いられる抗ウィルス剤の感受性及び耐性試験に関する。本発明は、さらに、こ れらの新規抗ウィルス剤感受性及び耐性試験を実施するための新規ベクター、宿 主細胞及び組成物に関する。また、本発明は、候補薬剤の、選択されたウィルス の配列及び/又はウィルスのタンパク質を抑制する能力についてのスクリーニン グにも関する。より具体的には、本発明は、まず患者由来セグメント及びインジ ケータ遺伝子を含む耐性試験ベクターの構築に組換えDNA技術を用い、次にこ の耐性試験ベクターを宿主細胞に導入し、抗ウィルス剤の存在下における標的宿 主細胞でのインジケータ遺伝子産生物の発現又は抑制を決定することに関する。 また、本発明は、既存の抗ウィルス剤と比較したときに異なるパターンの耐性を 有する抗ウィルス剤を識別する手段及び方法にも関する。また、本発明は、潜在 的な治療薬の生物学的有効性を識別及び評価するための方法及び組成物にも関す る。本発明は、より具体的には、例えばHIV/AIDS及び肝炎を含む様々な ウィルス性疾患を治療するための最適な治療のための薬物投与計画を提供するの に有用な薬剤感受性及び耐性試験に関する。 発明の背景 ウィルスの薬剤耐性 ウィルス性疾患の化学療法及び化学予防への抗ウィルス性化合物の使用は、抗 菌性抗生物質に関する50年を超える経験と比較すると、感染性疾患の分野にお ける比較的新しい進展である。抗ウィルス性化合物の設計は、ウィルスが多くの 独特の問題を提示するため、簡単ではない。ウィルスは細胞内で複製しなければ ならず、しばしば宿主細胞の酵素、巨大分子、及び細胞小器官をウィルス粒子の 合成に用いる。したがって、安全かつ有効な抗ウィルス性化合物は細胞の機能と ウィルスに特異的な機能とを高い効率で区別することができなければならない。 加えて、ウィルスの複製の性質のため、ウィルス単離体の抗ウィルス性化合物に 対するイン・ビトロでの感受性の評価は生活細胞からなる複雑な培養系(例えば 、組織培養)において実施しなければならない。このような検定システムからの 結果は、用いられる組織培養細胞の型及び検定の条件によって大きく変化する。 これらの複雑性にも関わらず、5種類の逆転写酵素阻害剤AZT、ddI、dd C、d4T、3TC、1種類の非ヌクレオシド逆転写酵素阻害剤ネビルピン、3 種類のプロテアーゼ阻害剤サキナビル、リトナビル及びインジノビルの9種類の 薬剤がAIDSの治療に認可されており、かつネルフィナビル、デラビリジン、 VX−478及び1592のような幾つかのさらなる抗ウィルス剤候補が近年開 発されている。 ウィルスの薬剤耐性が高率のウィルス複製及び突然変異頻度をもたらす実質的 な問題である。薬剤耐性変異体は、ポックスウィルスについてはチオセミカルバ ゾンで(Appleyard及びWay(1966) Brit.J.Expt l.Pathol.47,144−51)、ポリオウィルスについてはグアニジ ンで(Melnickら(1961) Science 134,557)、イン フルエンザAウィルスについてはアマンタジンで(Oxfordら(1970) Nature 226,82−83;Cochranら(1965) Ann .NY Acad Sci 130,423−429)及び単純ヘルペスウィル スについてはヨードデオキシウリジンで(Jawetzら(1970) Ann .NY Acad Sci 173,282−291)最初に認められた。現在 までに、様々な抗ウィルス剤に対する約75種類のHIV薬剤耐性変異体が同定 されている(Mellorsら(1995) Intnl.Antiviral News,補遺及びCondra,J.H.ら(1996) J Virol 70,8270−8276)。 ウィルスの小さくかつ効率的なゲノムが最も重要なヒトウィルス性病原体の分 子遺伝学、構造及び複製サイクルの集中的な研究の役に立っている。結果として 、抗ウィルス剤の活性及びそれに対する耐性の両者についての部位及び機構が他 の クラスの薬剤のいかなるものよりも正確に特徴付けられている(Richman (1994) Trends Microbiol.2,401−407)。耐 性変異体が出現する可能性は、少なくとも4つの因子:1)そのウイルスの突然 変異の頻度;2)特定の抗ウィルス剤に関するウィルス標的部位の内因性変異性 ;3)抗ウイルス剤の選択圧;及び4)ウィルスの複製の規模及び割合の作用で ある。第1の因子に関しては、そのゲノムの複製が校正機構を欠く一本鎖RNA で、突然変異の頻度は複製サイクル当たりに塩基対当たり約3×10-5である( Hollandら(1992) Curr.Topics Microbiol Immunol.176,1−20;Manskyら(1995) J.Vi rol.69,5087−94;Coffin(1995) Science 267,483−489)。したがって、ヒト免疫不全ウィルス(HIV)のも ののような単一の10キロ塩基ゲノムは、平均で、3つの子ウィルスゲノム毎に 1つの突然変異を有することが予想される。第2の因子については、特定の抗ウ ィルス剤に応じたウィルス標的部位の内因性変異性は耐性変異体の可能性に大き な影響を及ぼす。例えば、ジドブジン(AZT)は、イン・ビトロ及びイン・ビ ボにおいて他の認可されたチミジン類似体d4T(スタブジン)よりも容易にH IVの逆転写酵素における突然変異を選択する。 抗ウィルス剤の作用の、おそらくは回避不可能な結果の1つは、それが薬剤耐 性変異体を選択するのに十分な選択圧をウィルスの複製に付与することである( Herrmannら(1977) Ann NY Acad Sci 284, 632−7)。第3の因子に関しては、薬剤への露出が増加するに従い、ウィル スの集合の複製に対する選択圧が増加して薬剤耐性変異体のより迅速な出現を促 進する。例えば、より高用量のAZTはより低用量のものよりも迅速に薬剤耐性 ウィルスを選択する傾向にある(Richmanら(1990) J.AIDS .3,743−6)。この耐性変異体に対する選択圧は、有意の水準のウィルス の複製が維持される限りそのような変異体が生じる可能性を増大させる。 第4の因子、ウィルス集団の複製の規模及び割合は、耐性変異体の出現の可能 性に対する重大な結果を生じる。多くのウィルス感染は、高速のウィルスターン オーバーを伴う高水準のウィルスの複製を特徴とする。これは、B型及びC型肝 炎ウィルスに加えてHIVでの慢性感染に特に当てはまる。AZT耐性の出現の 可能性はCD4リンパ球数が減少しているHIV感染患者において増大し、この CD4リンパ球数の減少はHIVの複製水準の増加に関連する(同書)。 高水準のウィルスは予め存在する変異体の確率を高める。選択圧が存在しない 状態で無作為に出現する、それ以前から存在するサブ集団の生存及び選択的増殖 の結果、耐性集団が出現することが示されている。全てのウィルスは基線突然変 異率を有する。HIV感染の間に約1010個の新しいビリオンが毎日生じるとい う見積もり(Hoら(1995) Nature 373,123−126)を 用いると、ヌクレオチド当たり10-4ないし10-5の突然変異率で、HIV感染 の間のあらゆる時点でほとんどの突然変異が予め存在することが保証される。H IVに感染した個体のサブ集団に薬剤耐性変異体が実際に存在するという証拠が 蓄積されている(Najeraら(1994) AIDS Res Hum R etroviruses 10,1479−88;Najeraら(1995) J Virol.69,23−31)。薬剤耐性ピコルナウィルス変異体が約 10-5の割合で予め存在することも書類で十分に立証される(Ahmadら(1 987) Antiviral Res.8,27−39)。 ヒト免疫不全ウィルス(HIV) 後天性免疫不全症候群(AIDS)は致死的なヒトの疾患であり、一般に、絶 えず人類を冒すより未曾有の重い疾患の1つであると考えられる。世界的に、ヒ ト免疫疾患ウィルス(HIV)に感染した個体及びAIDS症例の数は情け容赦 なく増加し、この流行病の経過を抑制する努力は、ある者が信じるところでは、 有効性が限られている。2つの型のHIV:HIV−1及びHIV−2が現在認 知されている。1994年12月31日の時点で、1,025,073件のAI DS症例が世界保健機構に報告されている。これは症例全体のほんの一部にすぎ ず、WHOは、1994年後期現在、診断中のもの、過小報告及び報告の遅れを 考慮し、かつHIV感染の見積もられた数に基づいて、全世界に4500万を超 える累積AIDS症例が存在するものと見積もっている(Mertensら(1 995) AIDS 9 (Suppl A),S259−S272)。HIV は 北米、欧州及びサハラ以南のアフリカにおいて流布し始めてから、1億9500 万人を超える男性、女性及び子供が感染しているものと見積もられている(同書) 。このAIDS流行病の顕著な特徴の1つは最近20年以内のその世界的な流布 であり、今日では約190ヶ国がAIDS症例を報告している。WHOによる世 界的なHIV感染の見積もりは驚異的なものである。2000年には成人AID S症例の推定累積総数はほぼ1000万件である。2000年には、成人におけ るHIV関連の死亡の累積数は300万名程度の現在の総数から800万名を超 えるまでに増加するものと推定される。 HIV−1及びHIV−2は、2つの同一のRNA分子を有する複相ゲノムを 含む包被レトロウィルスである。 HIVの分子構造は図1aに示されるように (5′)U3−R−U5−gag−pol−env−U3−R−U5(3′)で ある。このU3、R、及びU5配列は末端反復配列(LTR)を形成し、これは 感染宿主におけるウィルスゲノム及び時には隣接細胞の遺伝子の発現を促進する 調節要素である。ウィルスRNAの内部領域は構造タンパク質:gag(p55 、p17、p24及びp7コアタンパク質)、pol (p10プロテアーゼ、 p66及びp51逆転写酵素並びにp32インテグラーゼ)及びenv(gp1 20及びgp41エンベロープ糖タンパク質)をコードする。gagはウィルス のプロテアーゼによって3もしくは4つの構造タンパク質に開裂されるポリタン パク質前駆体をコードし;polは逆転写酵素(RT)並びにウィルスプロテア ーゼ及びインテグラーゼをコードし;envはウィルスの膜貫通及び外部糖タン パク質をコードする。gag及びpol遺伝子はゲノムRNAとして発現し、こ れに対してenv遺伝子はスプライスされたサブゲノムRNAとして発現する。 env遺伝子に加えて、これらのウィルスの複製及び生物学的活性に寄与するス プライスされたサブゲノムRNAによって生じる他のHIV遺伝子が存在する。 これらの遺伝子には:ウィルス及び幾つかの細胞の遺伝子の発現を活性化するタ ンパク質をコードするtat;スプライスされていないか、又は1回スプライス されたウィルスmRNAの発現を促進するタンパク質をコードするrev;特定 の条件下でのウィルスの産生を調節するものと思われるミリストイル化タンパク 質をコードするnef;標的細胞に感染するウィルス粒子の能力に影響を及ぼす もの のウィルスの発現又は細胞と細胞との接触による伝染に影響を及ぼすものとは思 われないタンパク質をコードするvif;ビリオン関連タンパク質をコードする vpr;及びウィルス粒子の細胞外放出を促進するものと思われるタンパク質を コードするvpuが含まれる。 ウィルスの薬剤耐性の問題をAIDSよりも如実に例証する疾患はない。ヌク レオシド及び非ヌクレオシド逆転写酵素阻害剤及びプロテアーゼ阻害剤について 薬剤耐性HIV単離体が同定されている。AZT及び他の逆転写酵素阻害剤はウ ィルスの複製を約90%減少させるだけであるため、AZTに対して耐性のHI V単離体の出現は驚くべきことではない。薬剤処理の選択圧の存在下における高 率のウィルスの複製は薬剤耐性変異体の出現にとって理想的な条件をもたらす。 高レベルでウィルスが複製する感染の後期段階の患者は、AZT処理で、感染の 早期段階の者よりも迅速に耐性ウィルスを生じる(Richmanら(199 0) J AIDS 3,743−6)。AZTに対する耐性の出現の最初の記 述は薬剤感受性の進行的かつ段階的な低下を認めていた (Larderら(19 89) Science 243,1731−1734)。これは、感受性の低 下に寄与する逆転写酵素の遺伝子における複数の突然変異の認識によって説明さ れた (Larderら(1989) Science 246,1155−11 58)。これらの突然変異は、感受性が低下した表現型に輪をかけて寄与し、あ るいは相乗作用的に寄与さえした (Kellamら(1992) Proc.N atl.Acad.Sci.89,1934−1938)。このような突然変異 の累積的な獲得は感受性の進行的な低下を生じた。類似の効果が非ヌクレオシド 逆転写酵素阻害剤で見られている (Nunbergら(1991) J Vir ol 65,4887−4892;Sardannaら(1992) J Bi ol Chem 267,17526−17530)。プロテアーゼ阻害剤の研 究により、薬剤の感受性が低下したHIV株の選択が数週間以内に生じることが 見出されている (Hoら(1994) J V1rol 68,2016−20 20;Kaplanら(1994) Proc.Natl.Acad.Sci. 91,5597−5601)。最近の研究はプロテアーゼ阻害剤が逆転写酵素阻 害剤よりも強力であることを示しているが、それでもやはり耐性が生じている (Condraら、前出並びに第3回レトロウィルス及び日和見感染症会議報告 (Report 3rd Conference on Retrovirus es and Opportunistic Infections)、199 6年3月)。治療量以下の薬剤レベルは、それが投薬の減少、薬物の相互作用、 他の因子による吸収不良もしくはバイオアビリティーの低下、又は患者が勝手に 決めた休薬日(self−imposed drug holidays)によ って生じたものであろうとなかろうと、全てウィルスの複製の増加並びに突然変 異及び耐性の機会化の増加を可能にする(同書)。 薬物処理の選択圧は予め存在する変異体の増殖を可能にする。完全に抑制的な 抗ウィルス剤活性が存在しない状態でウィルスの複製を継続することにより、A ZT及びHIVのプロテアーゼ阻害剤について記述されているように、複数の突 然変異の累積的な獲得が自然に生じる可能性がある。実際、異なる薬剤に対して 耐性であるウィルス変異体の増殖が観察されている (Larderら(198 9) Science 243,1731−1734;Larderら(198 9) Science 246,1155−1158:Condraら(199 5) Nature 374,569)。例えばHIVでのように多くのウィル ス感染における耐性の出現が回避不可能であることから、耐性ウイルスの集団に 対抗して治療を最適化するように戦略を設計しなければならない。薬剤不足に対 する薬剤耐性の寄与を確認することは、薬剤耐性を生じる可能性がより高いもの と思われる患者が彼らの予後を劣悪なものとする傾向にある他の混乱因子を有す る可能性がより高いため、困難な問題である (Richman(1994) A IDS Res Hum Retroviruses 10,901−905) 。加えて、患者は異なる感受性を有するウィルスの混合物を有する。 B型肝炎(HBV) HBVは、全世界で約2億名の患者を悩ます急性及び慢性肝炎の原因物質であ る。Zuckerman A.J. Trans.R.Soc.Trop.Me d.Hygiene(1982) 76,711−718。成人の生活において 獲得されたHBVの感染はしばしば臨床的には不顕性であり、大抵、急激に感染 した成人はその疾患から完全に回復し、ウィルスを一掃する。しかしながら、希 に、急性肝疾患は患者が劇症肝炎で死亡するほど重いものであることがある。急 激に感染した成人の僅かな割合、おそらくは5ないし10%は、持続的にウィル スに感染し、様々な重篤性の慢性肝疾患を発症するようになる。しかしながら、 新生児期に伝染したHBV感染はほとんど一掃されることがなく、そのような子 供の90%を超える者は慢性的に感染した状態になる。HBVは、通常、アフリ カ及びアジアの非常に人口が密集する地域において、感染した母親から新生児に 伝播するため、全世界で数億人の人々がその一生の大部分HBVに持続的に感染 した状態で様々な程度の慢性肝疾患を患い、それが肝硬変及び肝細胞カルチノー マ(HCC)の発症の危険性を大きく増大させる。実際、HCCの危険性は慢性 肝炎を患う患者で100倍に増加し、誕生時に感染した男性におけるHCCの生 涯危険率は40%に達する。Beasley RPら、Lancet(198 1) 2,1129−1133。したがって、世界の口の大きな割合がこれら のHBV感染の後者の合併症を患い、それにより死亡している。抗−HBV薬の 開発が長い間待ち望まれているが、HBVの極度に狭い宿主範囲によつて妨げら れている:HBVは主としてヒト及びチンパンジーの肝臓において複製し、実験 動物又は培養細胞においては複製しない。Tiollais,Pら Natur e(ロンドン)(1985) 317,489−495。 B型肝炎ウィルスは緻密なゲノム構造を有するDNAウィルスである;それが 小さく、環状で、3200塩基対であるにもかかわらず、HBVのDNAは4組 のウィルス産生物をコードし、複雑な多成分構造を有する。HBVはそのゲノム の節約を4つの重複遺伝子:S、C、P、及びXからタンパク質をコードする効 率的な戦略に依存することにより達成する。HBVは動物ウィルス、ヘパドナウ ィルス群の1つであり、1型ヘパドナウィルスに分類される。類似のウィルスは マーモット、地リス及び樹木リス、及びペキンアヒルの特定の種に感染する。H BVを含む全てのヘパドナウィルスは、1)3つの異なる形態学的形状が存在し 、2)全ての構成ウィルスがHBVのエンベロープ及びヌクレオカプシド抗原の 機能的及び構造的対応物であるタンパク質を有し、3)肝臓内で複製するが肝臓 外部位にも存在可能であり、4)RNA及びDNAの両者に依存性のDNAボリ メ ラーゼ活性を有する内在性DNAポリメラーゼを有し、5)それらのゲノムは部 分的に二本鎖の環状DNA分子であり、6)急性及び慢性肝炎並びに肝細胞カル チノーマに関連し、かつ7)それらのゲノムの複製はRNA中間体を介して行わ れ、そのRNA中間体はウィルスの内在性RNA依存性DNAポリメラーゼ活性 を用いてレトロウィルスに見られるものに類似する方法でDNAに逆転写される という特徴を共有する。感染した肝細胞の核において、部分的に二本鎖のDNA はDNA依存性DNAポリメラーゼにより共有結合的に閉じた環状二本鎖DNA (cccDNA)に変換される。ウィルスDNAの転写は宿主のRNAポリメラ ーゼによって達成され、それにより、開始部位は異なるものの全て共通のポリア デニル化シグナルで終止する数種類のRNA転写体が生じる。これらのRNAの うちの最も長いものは、幾つかのウィルス性タンパク質のメッヤージとしてだけ ではなく、それらのウィルスのプレゲノムとしても作用する。ウィルス性タンパ ク質はこれらのプレゲノムRNAから翻訳され、これらのタンパク質及びRNA プレゲノムはビリオン内にパッケージ化されて肝細胞から分泌される。HBVは イン・ビトロで培養することが困難ではあるが、幾つかの細胞でHBVのDNA を形質導入してその結果HBV粒子をイン・ビトロで産生することに成功してい る。 HBVには3つの粒子状形態:球状もしくは長い糸状形態のいずれかとして現 れる非感染性の22nm粒子、及び本来の感染性B型肝炎ビリオンを代表する4 2nrn二重殻球状粒子がある。エンベロープタンパク質HBsAgはHBVの S遺伝子の産生物であり、ビリオンの外面及びより小さな球状及び管状構造に見 出される。S遺伝子のオープンリーディングフレームの上流はプレ−S遺伝子オ ープンリーディングフレーム、プレ−S1及びプレ−S2であり、これらは重合 ヒト血清アルブミン用のHBS表面上の受容体及び肝細胞受容体用の結合部位を 含むプレ−S遺伝子の産生物をコードする。本来の42nmビリオンは、穏やか な洗浄剤で破壊して27nmヌクレオカプシドコア粒子を単離することが可能で ある。このコアは、C遺伝子によってコードされる2つのヌクレオカプシドタン パク質を含んでなる。C遺伝子はコア及びプレコア(precore)領域を決 定する2つの開始コドンを有する。このヌクレオカプシドコアの表面上に発現す る 主要抗原はこのコア領域によってコードされ、B型肝炎コア抗原(HBcAg) と呼ばれる。B型肝炎e抗原(HBeAg)は、同じC遺伝子から、プレコアA TGで開始することにより産生される。 HBVのDNAの複製及び修復を指示するDNAポリメラーゼもこのヌクレオ カプシドコア内にパッケージ化される。このDNAポリメラーゼは、HBVの遺 伝子の第3の、かつ最も長い遺伝子であるP遺伝子によつてコードされる。この 酵素はDNA依存性DNAポリメラーゼ活性及びRNA依存性逆転写酵素活性の 両者を有し、同様にプレゲノムRNAの有効なキャプシド形成に必要である。第 4の遺伝子Xは小さな非粒子会合タンパク質をコードし、このタンパク質はウィ ルス及び細胞の両者の遺伝子の転写をトランス活性化できることが示されている 。 HBVの複製はかなり十分に理解されてはいるが、HBVの感染の早期段階は 十分に定義されてはいない。細胞の受容体及びピリオン上の結合部位は適切な組 織培養検定なしには研究することができない。この問題に取り組む試みにおいて 、抗−HBV薬を評価するために特定の細胞系、ヒト肝芽腫細胞Huh(HB6 11)(Ueda,K.ら,Virology(1989) 169,213 −216)及びHepG2細胞(Galle,P.R.及びTheilmann ,L.Arzneim−Forsch.Drug Res.(1990) 40 ,1380−1382)が開発されている。 最近、HBVの分子変種に注目が集まっている。HBVのゲノム全体にわたっ て変化が生じ、ウィルス性タンパク質を発現しないHBVの臨床的単離体は個々 の遺伝子座における突然変異、あるいは複数の遺伝子座における突然変異にさえ 起因するものと考えられている。例えば、ヌクレオカプシドタンパク質、エンベ ロープタンパク質、又はその両者を欠く変種が記述されている。2つの変異体に 注目が集まっている。その第1のものは重い慢性HBV感染症を患う特定の患者 に見出される。これらの患者は、プレコア領域にそのウィルスがHBeAgをコ ードすることができないようにする変化を有するHBV変異体に感染しているこ とが見出された。このような患者において最も一般的に遭遇する突然変異はGか らAへの一塩基置換であり、これはプレ−C遺伝子の第2コドンから最後のコド ンにおいてヌクレオチド1896で生じる。この置換の結果、TGGトリプトフ ァンコドンの停止コドン(TAG)による置換が生じ、これがHBeAgの翻訳 を妨げる。このようなHBeAgを分泌することができないプレコア変異体を保 持する患者は、急速に肝硬変に進行し、かつ抗ウィルス療法に容易には応答しな い重い肝疾患を患う傾向にある。 HBV変異体の第2の範疇はエスケープ変異体からなり、この変異体において はグリシンからアルギニンへの一アミノ酸置換がHBsAgの全てのサブタイプ に共通の免疫優性a決定基の145位に生じる。このHBsAgにおける変化は 重大な立体配座の変化につながり、これが抗−HBs抗体による中和活性の喪失 を生じる。 現在利用可能なウィルス耐性検定 ウィルスの薬剤感受性の定義は、一般に、所定のパーセンテージのウィルスの 複製を阻害する抗ウィルス剤の濃度であるものと理解される(例えば、抗ウィル ス剤のIC50はウィルスの複製の50%を阻害する濃度である)。したがって、 ウィルスの薬剤感受性の低下は、抗ウィルス剤がその抗ウィルス剤に耐性である 変異体ウィルスを選択している証である。ウィルスの薬剤耐性は、一般に、時間 の経過に伴う所定の患者におけるウィルスの薬剤感受性の低下として定義される 。臨床的な状況においては、ウィルスの薬剤耐性は、ある患者において抗ウィル ス剤の有効性が低下していること、又はもはや臨床的に有効ではないことにより 立証される。 現時点で研究者及び臨床医が抗ウィルス剤の感受性及び耐性を評価するのに利 用することができる手段は不適切である。抗ウィルス剤に対するHIVの耐性及 び感受性を決定するための古典的な試験は複雑であり、時間がかかり、高価であ り、かつ全ての患者の各々からの病原体ウィルスの培養を必要とする危険なもの である(Barre−Sinoussiら(1983) Science 22 0,868−871;Popovicら(1984) Science 224 ,497−500)。この手順においては、まず患者の末梢血単核細胞(PBMC )を培養して既知の感染多重度(moi)のウィルス貯蔵物を確立し、それによ り生成したウィルス貯蔵物を標的指示細胞系の感染に用いる。次に、その結果 生じるウィルスの複製の群発を、典型的には、抗ウィルス剤の存在下又は存在し ない条件下において、細胞培養におけるウィルス抗原の産生を決定することによ り測定する。このような試験は熟練研究者の管理の下でのみ信頼して行うことが 可能であり、試験する各々の薬剤について患者当たり数千ドルの経費で、実施に 2ないし3ヶ月を要する可能性がある。さらに、HIV患者の中にはそのPBM Cから十分なmoiのウィルス貯蔵物を確立することができない者がおり、この HIV耐性の古典的試験は全てのHIV感染個体に対して行うことは不可能であ る。より重要なことには、培養におけるウィルスの継代によりウィルス貯蔵物を 生成する過程において、ウィルスそれ自体の特徴が変化する可能性があり、した がって患者のウィルスの本当の性質が不明瞭になることがある。このため、この 古典的な試験の適用は臨床試験での傾向に関する情報の収集に制限されており、 所定の患者のためにあつらえられた抗ウィルス療法に用いることができる予測的 な分析には役立っていない。これらの制限にも関わらず、この古典的試験には2 つの重要な性質がある:これは評価中の薬剤に特有のものであり、かつ患者自身 のウィルスの表現型、すなわち、ウィルスの複製の50%を阻害する薬物の濃度 (IC50)に関する情報をもたらす。 この古典的試験を改善する多くの試みがなされているが、これらの各々には深 刻な欠点がある。これらの試験の第1の型は、患者自身のウィルスの特徴を全く 決定せず、むしろ感染の経過を独立して測定する非特異的なものとして説明する ことができる。これらの試験の中には、HIV疾患の進行の証である、患者のC D4+T細胞数を測定するもの(Goedertら(1987) JAMA 25 7,331−334)、ウィルス抗原の水準を測定するもの(例えば、p24コア 抗原(Allainら(1987) N.Engl.J.Med.317,11 14−1121))、並びにウィルスのRNA及びDNAの水準を測定するもの( 例えば、定量的ポリメラーゼ連鎖反応及び分岐DNA検定(Piatakら(1 993) Science 259,1749−1754;Urdea(199 3) Clin.Chem.39,725−726)がある。このような非特異 的試験の主な不利な点は、それらがウィルスの薬剤耐性それ自体に関する情報を もたらすものではなく、むしろこの情報を患者の疾患の見かけの経過から推 定しようと試みるものであることである。加えて、ウィルスの薬剤耐性以外の多 くの因子が検討中のパラメーターの水準に影響を及ぼす可能性がある。換言する と、CD4+T細胞数、p24抗原の水準及びHIVのウィルスRNAの水準は 、薬剤耐性以外の理由により、疾患の過程で変化することがある。 別の改変された古典的試験は、抗ウィルス剤の標的であるウィルス遺伝子を増 幅する。この試験においては、所定の患者からのウィルス遺伝子を増幅した後、 HIVの生物学的に活性なプロウィルスクローンに組換える。このプロウィルス クローンをヒト細胞にトランスフェクトして既知のmoiを有するウィルス貯蔵 物を生成する。このウィルス貯蔵物は、その後、標的指示細胞系の感染に用いる ことができる。この古典的試験の方法で、次に、抗ウィルス剤の存在下又はそれ が存在しない条件下において、ウィルス抗原の生成を決定する。Kellam及 びLarder(1994) Antimicrobial Agents a nd Chemo.38,23−30に記述されるこのような検定の1つは、患 者からの逆転写酵素をコードする配列をPCR増幅した後、それを相同組換えに よりプロウィルスDNAに導入し、除去された逆転写酵素遺伝子を含む完全なウ ィルスゲノムを再構築することを包含する。次いで、このようなクローンから生 じた組換えウィルスをT細胞系において培養し、その薬剤感受性をHeLa C D4+プラーク減少検定(plaque reduction assay)に おいて試験する。しかしながら、このクラスの試験は薬剤耐性を決定するのにウ ィルスの培養を依然として必要とし、したがって、困難であり、冗長であり、か つ経費がかかり、有害なウィルス培養物を扱うのに実験室の研究者を必要とする 。さらに、培養プロセスの過程でウィルスそれ自体の変化が伴うため、それに応 じて結果が不正確である可能性がある。 第2のクラスの試験は、患者のHIVの遺伝型に関する特定の情報をもたらす ことを試み、その最終目標はこの遺伝型の情報をウィルスの薬剤耐性表現型と相 関させることである。実際、逆転写酵素及びプロテアーゼ遺伝子のようなウィル ス遺伝子内での特定のアミノ酸の置換が、それぞれ、逆転写酵素及びプロテアー ゼ阻害剤に対する特定の水準のウィルスの耐性に対応することが示されている (Larderら(1994) J.Gen Virol.75,951−95 7)。このような検定に関連する主な欠点は、それが間接的なものであり、第1 の突然変異の効果に追加され、もしくはそれに対抗することが示されている第2 の突然変異によって混乱する可能性があることである。これは、阻害剤の存在下 又はそれが存在しない条件下における遺伝子産生物の活性を最終的に決定する所 定のウィルスポリペプチド内の全てのアミノ酸残基の複雑な相互作用である。し たがって、HIVゲノムにおける潜在的なアミノ酸変化の数を考慮すると、所定 の遺伝子型の薬剤耐性又は感受性を解釈するのに膨大かつ非実用的な大きさのデ ータベースが必要となる。 第3のクラスの試験、最近開発された細菌ベースの検定は、細菌発現ベクター に挿入されている分子的にクローン化されたウィルス遺伝子(具体的には、逆転 写酵素遺伝子)を用いる。細菌性DNAポリメラーゼIを欠く大腸菌の特殊な株 を形質転換する際、このクローン化された逆転写酵素遺伝子は選択された成長条 件下での細菌の成長を救済することが可能である。自身の成長を逆転写酵素に依 存する大腸菌の作製において、そのウィルス遺伝子の活性に対する特定の逆転写 酵素阻害剤の効果を確認することができる(PCT出願WO第95/22622 号)。しかしながら、この取り組みに関する主な欠点は、その阻害剤が細胞膜を 通して輸送されてヒト細胞によるものとは異なる方法で細菌によって代謝される 可能性があり、結果として、その逆転写酵素の真の代謝阻害剤の濃度がその細菌 における濃度と、感染の標的である関連したヒト細胞におけるであろう濃度とが 著しく異なる可能性、あるいは真の阻害剤が全く存在しない可能性がある。実際 、ヌクレオシドの代謝はヒトと細菌細胞とでは顕著に異なることが知られている 。この取り組みの別の大きな欠点は、この検定が逆転写酵素のDNA依存性DN Aポリメラーゼ活性を測定するものの、逆転写酵素のRNA依存性DNAポリメ ラーゼ、鎖転移又はRNA分解酵素H活性を測定しないことである。このため、 これらの他の活性に対して少なくとも部分的に作用する抗ウィルス性化合物は、 この検定においてはその十分な阻害活性を示さない。この取り組みに関するさら に別の困難性は、それが成長ベースの試験であることである;このため、阻害剤 (例えば、ヌクレオシド類似体)が逆転写酵素に対するその効果以外の理由で細 菌の成長をも阻止する場合には、それをこの系において適切に試験することはで きない。 ウィルスベクター ウィルスベクター、特にレトロウィルスベクターは、レトロウィルスベクタ一 が標的細胞に感染して標的細胞のゲノムに組み込まれる高い効率のため、哺乳類 動物細胞の改変に用いられている。哺乳類動物細胞のゲノムに挿入されるそれら の能力のため、遺伝子治療における使用についてレトロウィルスに多くの注目が 集まっている。レトロウィルスベクターに関する詳細及びそれらの使用は、欧州 特許出願EPA 0 178 220号、米国特許4,405,712号、PC T出願WO92/07943号、米国特許4,980,289号、米国特許5, 439,809号及びPCT出願WO89/11539号を含む特許及び特許公 開に見出すことができる。これらの特許及び刊行物の教示は参照してここに組み 込まれる。 レトロウィルスベクター技術を重要視した結果の1つはパッケージング細胞系 の開発である。レトロウィルスの使用に関する主な問題は複製適格レトロウィル スが蔓延する可能性である。このため、処理してもビリオンにすることができな いヘルパーベクターの産生に対する必要性が存在する。結果として、パッケージ ング欠陥ベクター及びパッケージング細胞系が開発された。パッケージング欠陥 ベクター及びパッケージング細胞系に関する詳細は、米国特許5,124,26 3号、欧州特許出願公開0386 882号、PCT出願WO91/19798 号、PCT出願WO88/08454号、PCT出願WO93/03143号、 米国特許4,650,764号、米国特許4,861,719号及び米国特許5 ,278,056号を含む特許及び特許公開に見出すことができ、これらの開示 は参照してここに組み込まれる。 本発明の目的は、患者におけるウィルス集団が所定の処方薬剤に対して耐性で あるかどうかを示すことが可能な薬剤感受性及び耐性試験を提供することにある 。本発明の別の目的は、それ以前の一連の治療過程の後に所定の薬剤又は複数の 薬剤に対して耐性になっている患者のための治療のための投与計画の中で医師が 1以上の薬剤を置き換えることを可能にする試験を提供することにある。本発明 の さらに別の目的は、ウィルス感染症の治療に有効な薬剤措置の選択を可能にする 試験を提供することにある。本発明のさらに別の目的は、臨床及び研究用途の薬 剤感受性及び耐性の、安全で、標準化され、安価で、迅速で、正確で、かつ信頼 性の高い検定を提供することにある。本発明のさらに別の目的は、特定のウィル ス遺伝子及び/又はウィルス性タンパク質に対して、特にウィルスの薬剤耐性及 び交差耐性の点で作用する候補薬剤化合物の生物学的有効性を評価するための試 験及び方法を提供することにある。また、ウィルスの薬剤耐性及び感受性を評価 するための手段及び組成物を提供することも本発明の目的である。本発明のこの 目的及び他の目的は本明細書全体から明らかであろう。 発明の要約 本発明の目的は、(a)患者由来セグメント及びインジケータ遺伝子を含む耐 性試験ベクターを宿主細胞に導入し;(b)工程(a)からの宿主細胞を培養 し;(c)標的宿主細胞におけるインジケータ遺伝子の発現を測定し;及び (d)工程(c)からのインジケータ遺伝子の発現を、抗ウィルス剤が存在しな い条件下において工程(a)−(c)を行なった場合に測定されるインジケータ 遺伝子の発現と比較することを包含する抗ウィルス剤に対する感受性を決定する ための新規試験であって、抗ウィルス剤の試験濃度は工程(a)−(c);工程 (b)−(c);又は工程(c)に存在することを特徴とする新規試験によって 達成される。 また、本発明は、(a)抗ウィルス剤に対する薬剤感受性の標準曲線を作成 し;(b)上述の感受性試験を用いて患者における抗ウィルス剤感受性を決定 し;及び(c)工程(b)における抗ウィルス剤感受性を工程(a)において決 定した標準曲線と比較することを包含する、患者における抗ウィルス剤耐性を決 定するための方法であって、抗ウィルス剤感受性の低下が患者における抗ウィル ス剤耐性の出現を示す方法をも提供する。 本発明はさらに、(a)第1の時点で、患者由来セグメントが該時点で患者か ら獲得される上記方法に従って患者における抗ウィルス剤感受性を決定し; (b)後の時点で同じ患者の抗ウィルス剤感受性を決定し;並びに(c)工程 (a)及び(b)において決定した抗ウィルス剤感受性を比較することを包含す る、患者における抗ウィルス剤耐性を決定するための方法であって、第1の時点 と比較した後の時点での抗ウィルス剤感受性の低下が患者における抗ウイルス剤 耐性の出現又は進行を示す方法を提供する。 本発明の検定は、ウィルス性タンパク質又は機能的なウィルスの配列をコード する、その各々が抗ウィルス剤の標的であり得るウィルス遺伝子がその薬剤の有 効性を低下させるような突然変異を受けているかどうかを医師が判断することを 可能にする。特には、本発明の新規検定は、ウィルスが特定の抗ウィルス剤に対 して耐性になっているかどうかを決定することを可能にする。さらに、本発明は 、組み合わせ治療の薬剤感受性及び耐性を医師が判断することを可能にする。加 えて、この検定は、特定の薬剤(1種もしくは複数)又は薬剤の組み合わせを試 験し、かつこれらの薬剤が単独で、もしくは組み合わせで1以上のウィルス遺伝 子及び/又はウィルス性タンパク質を阻害するかどうかを決定することにより、 予測的に治療措置を変更することを可能にする。本発明は、医師が治療を最適化 することを可能にする特定の抗ウィルス剤(1種もしくは複数)又は薬剤の組み 合わせの治療上の効率を評価するための、安全で、より安価で、より信頼性が高 く、より迅速で、かつより有効な薬剤感受性及び耐性検定を提供することにより 、現在利用可能な検定を上回る高い利点を提供する。本発明の検定は、薬剤の開 発の全ての段階:1)候補化合物の前臨床評価の間での;2)新薬の臨床評価の 間での;3)薬剤耐性の問題を克服するのに有効な治療措置の設計を可能にする 患者の治療の間での;及び4)認可された実験薬剤を使用する過程での耐性の蔓 延を評価する疫学的監視の一部としての耐性及び感受性の評価を可能にする高い 利点を有する。 本発明は薬剤感受性及び耐性を評価する方法及び組成物に向けられており、こ れには、a)患者由来セグメントの抗ウィルス剤に対する感受性及び耐性を決定 する検定方法;b)患者由来セグメント及びインジケータ遺伝子を有する耐性試 験ベクターを含む組成物;並びにc)この耐性試験ベクターを有する宿主細胞が 含まれる。本発明はさらに、本発明の薬剤感受性及び耐性検定において用いられ るベクター及び宿主細胞を構築する組成物及び方法に向けられている。 本発明の一面において、(a)患者由来セグメント及びインジケータ遺伝子を 含む耐性試験ベクターを宿主細胞に導入し;(b)工程(a)からの宿主細胞を 培養し;(c)標的宿主細胞におけるインジケータ遺伝子の発現を測定し;及び (d)工程(c)からのインジケータ遺伝子の発現を、抗HIV剤が存在しない 条件下において工程(a)−(c)を行なった場合に測定されるインジケータ遺 伝子の発現と比較することを包含する抗HIV剤に対する感受性を決定するため の方法であって、試験濃度の抗HIV剤は工程(a)−(c);工程(b)− (c);又は工程(c)に存在することを特徴とする方法が提供される。 本発明の一面において、(a)患者由来セグメント及びインジケータ遺伝子を 含む耐性試験ベクターを宿主細胞に導入し;(b)工程(a)からの宿主細胞を 培養し;(c)標的宿主細胞におけるインジケータを測定し、ここで該インジケ ータはDNAもしくはRNA構造であり;及び(d)工程(c)からのインジケ ータの測定を、抗HIV剤が存在しない条件下において工程(a)−(c)を行 なった場合のインジケータの測定と比較することを包含する抗HIV剤に対する 感受性を決定するための方法であって、試験濃度の抗HIV剤は工程(a)− (c);工程(b)−(c);又は工程(c)に存在することを特徴とする方法 が提供される。 本発明の一面において、(a)患者由来セグメント及びインジケータ遺伝子を 含む耐性試験ベクターを宿主細胞に導入し;(b)工程(a)からの宿主細胞を 培養し;(c)標的宿主細胞におけるインジケータ遺伝子の発現を測定し;及び (d)工程(c)からのインジケータ遺伝子の発現を、抗HBV剤が存在しない 条件下において工程(a)−(c)を行なった場合に測定されるインジケータ遺 伝子の発現と比較することを包含する抗HBV剤に対する感受性を決定するため の方法であって、試験濃度の抗HBV剤は工程(a)−(c);工程(b)− (c);又は工程(c)に存在することを特徴とする方法が提供される。 本発明の一面において、(a)患者由来セグメント及びインジケータ遺伝子を 含む耐性試験ベクターを宿主細胞に導入し;(b)工程(a)からの宿主細胞を 培養し;(c)標的宿主細胞におけるインジケータを測定し、ここで該インジケ ータはDNAもしくはRNA構造であり;及び(d)工程(c)からのインジケ ータの測定を、抗HBV剤が存在しない条件下において工程(a)−(c)を行 なった場合のインジケータの測定と比較することを包含する抗HBV剤に対する 感受性を決定するための方法であって、試験濃度の抗HBV剤は工程(a)− (c);工程(b)−(c);又は工程(c)に存在することを特徴とする方法 が提供される。 また、本発明は、(a)抗HIV剤に対する薬剤感受性の標準曲線を作成し; (b)上述の感受性試験を用いて患者における抗HIV剤感受性を決定し;及び (c)工程(b)における抗HIV剤感受性を工程(a)において決定した標準 曲線と比較することを包含する、患者における抗HIV剤耐性を決定するための 方法であって、抗HIV剤感受性の低下が患者における抗HIV剤耐性の出現を 示す方法をも提供する。 また、本発明は、(a)抗HBV剤に対する薬剤感受性の標準曲線を作成し; (b)上述の感受性試験を用いて患者における抗HBV剤感受性を決定し;及び (c)工程(b)における抗HBV剤感受性を工程(a)において決定した標準 曲線と比較することを包含する、患者における抗HBV剤耐性を決定するための 方法であって、抗HBV剤感受性の低下が患者における抗HBV剤耐性の出現を 示す方法をも提供する。 また、本発明は、(a)患者由来セグメント及びインジケータ遺伝子を含む耐 性試験ベクターを宿主細胞に導入し;(b)工程(a)からの宿主細胞を培養 し;(c)標的宿主細胞におけるインジケータ遺伝子の発現を測定し;及び (d)工程(c)からのインジケータ遺伝子の発現を、抗ウィルス剤候補化合物 が存在しない条件下において工程(a)−(c)を行なった場合に測定されるイ ンジケータ遺伝子の発現と比較することを包含する抗ウィルス剤候補化合物の生 物学的有効性を評価するための方法であって、抗ウィルス剤の試験濃度候補化合 物は工程(a)−(c);工程(b)−(c);又は工程(c)に存在する方法 をも提供する。 また、本発明は、(a)患者由来セグメント及びインジケータ遺伝子を含む耐 性試験ベクターを宿主細胞に導入し;(b)工程(a)からの宿主細胞を培養 し;(c)標的宿主細胞におけるインジケータを測定し、ここで該インジケータ はDNAもしくはRNA構造であり;及び(d)工程(c)からのインジケータ の測定を、抗ウィルス剤候補化合物が存在しない条件下において工程(a)− (c)を行なった場合のインジケータの測定と比較することを包含する抗ウィル ス剤候補化合物の生物学的有効性を評価するための方法であって、抗ウィルス剤 の試験濃度候補化合物は工程(a)−(c);工程(b)−(c);又は工程 (c)に存在する方法をも提供する。 患者に由来するウィルスセグメント(1つもしくは複数)(例えば、HIV、 HBV等)及びインジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクターは、さらに、患者に 由来するものではない1以上のセグメントを含んでいてもよい。態様の1つにお いて、この耐性試験ベクターは、1以上の遺伝子に欠失があってもよいゲノムウ ィルスベクターから構築される。例えば、HIVの場合、耐性試験ベクターにお いてenvが欠失しており、この耐性試験ベクターは完全なウィルスのmRNA の発現及び処理特性を別の方法で保存する。あるいは、耐性試験ベクターは、典 型的に抗ウィルス剤の標的である1つもしくは2、3のウィルス遺伝子のみを含 むことが可能なサブゲノムウィルスベクターから構築される。例えば、HBVの 場合、HVBのDNA複製及びウィルス粒子の形成に必要な特定の構造的及び酵 素的機能をコードする1以上のHBV遺伝子(すなわち、C、S及びX遺伝子) を耐性試験ベクターから欠失させることが可能であり、この耐性試験ベクターは 完全なウィルスのmRNAの発現及び処理特性を別の方法で保存する。耐性試験 ベクターは、さらに、抗ウィルス標的遺伝子の発現のための特定のウィルス本来 のエンハンサー/プロモーター又は外来エンハンサー/プロモーターのいずれか を含む。 標的細胞における耐性試験ベクター中のインジケータ遺伝子の発現は、最終的 には、患者由来セグメント配列の作用に依存する。このインジケータ遺伝子は機 能的であっても非機能的であってもよい。非機能的インジケータ遺伝子の場合、 このインジケータ遺伝子は、患者由来セグメントの1以上の産生物の作用によっ てそれが機能的インジケータ遺伝子に変換されるまで、耐性試験ベクターによっ てトランスフェクトされた宿主細胞においては有効に発現しない。態様の1つに おいて、このインジケータ遺伝子は、順序の入れ替わったプロモーター、すなわ ち、そのインジケータ遺伝子と同じ転写配向ではあるもののそのインジケータ遺 伝子のコーディング配列に先行するのではなくそれに続くプロモーターを用いる ことにより非機能化されている。加えて、この非機能的インジケータ遺伝子の配 向はウィルスのプロモーター又はLTRの配向とは反対である。このため、この 非機能的インジケータ遺伝子のコーディング配列は、順序の入れ替わったプロモ ーターによってもウィルスのプロモーターによっても転写され得ない。HIVの 場合、逆転写の結果としてこのインジケータ遺伝子が再配置され、そのために順 序の入れ替わったプロモーターがインジケータ遺伝子の配列に先行し、その結果 機能的に発現し得る。HBVの場合、このインジケータ遺伝子はHBVの複製の 間のゲノムの環状化の結果として再配置される。第2の態様においては、インジ ケータ遺伝子は、順序の入れ替わったコーディング領域、すなわち、コーディン グ領域の5′部分がコーディング領域の3′部分に先行するのではなくそれに続 くインジケータ遺伝子コーディング領域を用いることにより非機能化されている 。この配置では、機能的インジケータ遺伝子の産生物を生じることが可能なmR NAは発現しない。HIVの場合、逆転写の結果としてこのインジケータ遺伝子 が再配置され、そのためにこのインジケータ遺伝子の5′コーディング領域が3 ′コーディング領域に先行し、その結果インジケータ遺伝子が機能的に発現し得 る。HBVの場合、このインジケータ遺伝子はHBVの複製の間のゲノムの環状 化の結果として再配置される。第3の態様においては、インジケータ遺伝子は、 反転したイントロン、すなわち、インジケータ遺伝子の転写配向とは反対の転写 配向でインジケータ遺伝子のコーディング配列に挿入されたイントロンを用いる ことにより非機能化されている。加えて、このインジケータ遺伝子それ自体は、 ウィルスのプロモーターとは反対に配向された全転写単位を有する機能的プロモ ーターを有する。このため、この非機能的インジケータ遺伝子は、HIVの場合 のウィルスLTR又はHBVエンハンサー−プロモーターによって転写されるに は誤った配向であり、かつ、反転したイントロンをスプライシングによって適切 に切除することができないためそれ自身のプロモーターによっては機能的に転写 され得ない。しかしながら、レトロウィルス及びヘパドナウィルス、特にはHI V及びHBVの場合、ウィルスプロモーターによる転写の結果mRNAが形成さ れ、 そこではスプライシングによる反転したイントロンの除去が起こり得る。レトロ ウィルスにおいては、その結果生じるスプライスされた転写体の逆転写及びその 結果生じるプロウィルスの宿主細胞染色体への組み込みの結果として、このイン ジケータ遺伝子はそれ自身のプロモーターによって機能的に転写され得る。HB Vにおいては、生じるスプライスされた転写体の逆転写及び宿主細胞におけるゲ ノムDNAの環状化の結果として、このインジケータ遺伝子はそれ自身のプロモ ーターによって機能的に転写され得る。 非機能的インジケータ遺伝子を有する耐性試験ベクターは、粒子ベースの検定 又は非粒子ベースの検定のいずれかにおける耐性試験の実施に用いることができ る。粒子ベースの検定は、複製が不完全であり、耐性試験ベクター宿主細胞によ って産生される耐性試験ベクターウィルス粒子に基づく。この耐性試験ベクター ウィルス粒子の産生に必要なトランス作用性因子はパッケージング宿主細胞にト ランスフェクトされているパッケージング発現ベクターによってもたらされる。 対照的に、非粒子ベースの検定は、パッケージング発現ベクターが存在しない条 件下における単一の宿主細胞の耐性試験ベクターでのトランスフェクトによって 行われる。 機能的インジケータ遺伝子の場合、この機能的インジケータ遺伝子は耐性試験 ベクターがトランスフェクトされた第1の宿主細胞(ここでは耐性試験ベクター 宿主細胞と呼ぶ)において有効に発現する。このため、この耐性試験ベクター宿 主細胞におけるインジケータ遺伝子の機能は患者由来セグメントに依存しない。 しかしながら、第2の宿主細胞(ここでは標的宿主細胞と呼ぶ)において発現す るこのインジケータ遺伝子の能力は耐性試験ベクター宿主細胞における機能的耐 性試験ベクターウィルス粒子の産生に依存する。したがって、標的宿主細胞にお けるインジケータ遺伝子の活性は患者由来セグメントの活性に依存する。 別の側面において、本発明はHIV/AIDS又はHBVに対する抗ウィルス 剤感受性及び耐性試験に向けられている。HIV/AIDS抗ウィルス剤感受性 及び耐性試験において用いられる本発明特有の耐性試験ベクターが、耐性試験ベ クター宿主細胞に加えて同定される。さらに別の側面において、本発明は肝炎に 対する抗ウィルス剤感受性及び耐性試験に向けられている。同様に、HBVの場 合、HBV抗ウィルス剤感受性及び耐性試験において用いられる本発明特有の耐 性試験ベクター(同様に、ここでは耐性試験ベクター系と呼ばれる)が、耐性試 験ベクター宿主細胞に加えて同定される。 さらに別の側面において、本発明は、ウィルス性疾患を治療するための潜在的 な治療用抗ウィルス性化合物の生物学的有効性の同定及び評価のために提供され る。さらに別の側面において、本発明は、薬剤感受性を評価するために1以上の ベクターでトランスフェクトされた宿主細胞に向けられている。別の側面におい て、本発明は、患者に由来するウィルス遺伝子(1つもしくは複数)及びインジ ケータ遺伝子を含む新規耐性試験ベクターに向けられている。 図の簡単な説明 図1.A.HIV−1のDNAゲノム構造の図式的表示。ウィルスタンパクは 、gag、pol、vif、vpr、tat、rev、vpu、envおよびn ef遺伝子により3つの読取り枠の各々の中にコードされている。RNAはウィ ルスDNAから転写され、ウィルスおよび細胞酵素によってプロセシングされて 、ゲノミックウィルスRNAとmRNAの両方を生じる。ウィルスのロング・タ ーミナル・リピート(LTR)のU3、RおよびU5要素が示されている。 B.5’から3’までの方向に次の要素を含むHIVゲノミックウィルスベクタ ーの一般化された図式的表示:1)HIV−LTRのU3領域、2)HIV−L TRのR領域、3)HIV−LTRのU5領域、4)HIVのgag−pol、 vif、vpr、tat、rev、vpu、欠失env、およびnef遺伝子の コード領域、ならびに5)3’HIV−LTR。 C.5’から3’までの方向に次の要素を含むHIVゲノミックウィルスベクタ ーの一般化された図式的表示:1)CMV IEエンハンサー−プロモーター、 2)HIV−LTRのR領域、3)HIV−LTRのU5領域、4)HIVのg ag−pol、vif、vpr、tat、rev、vpu、欠失env、および nef遺伝子のコード領域、ならびに5)3’HIV−LTR。 D.5’から3’までの方向に次の要素を含むHIVサブゲノムウィルスベクタ ーの一般化された図式的表示:1)HIV−LTRのU3領域、2)HIV−L TRのR領域、3)HIV−LTRのU5領域、4)HIVのgag−pol遺 伝子のコード領域、ならびに5)3’HIV−LTR。 E.5’から3’までの方向に次の要素を含むHIVサブゲノムウィルスベクタ ーの一般化された図式的表示:1)CMV IEエンハンサー−プロモーター、 、2)HIV−LTRのR領域、3)HIV−LTRのU5領域、4)HIVの gag−pol遺伝子のコード領域、ならびに5)3’HIV−LTR。 図2.A.HIV−1のDNAゲノム構造の図式的表示。 B.5’から3’までの方向に次の要素を持つ、順序の入れ替わったプロモータ (permuted promoter)を含む非機能性インジケータ遺伝子を 有する耐性試験ベクターの図式的表示:1)HIV−LTRのU3領域(pLG −lucPP−HSとpLG−lucPP−PB)あるいはCMV IEエンハ ンサー−プロモーター(pCG−lucPP−HSとpCG−lucPP−PB) 、2)HIV−LTRのR領域、3)LTRと反対の転写方向を有する挿入され たT7ファージRNAポリメラーゼプロモーター(以下T7プロモーターと称す る)を含むHIV−LTRのU5領域、4)HIVのgag−pol、vif、 vpr、tat、rev、vpu、欠失env、およびnef遺伝子のコード領 域、5)患者の配列アクセプタ部位に挿入された患者由来の単数または複数の断 片、6)欠失env遺伝子に挿入されたインジケータ遺伝子カセット、ならびに 7)3’HIV−LTR。 C.2(a)に述べられている耐性試験ベクター中の非機能性インジケータ遺伝 子(順序の入れ替わったプロモータ)の、逆転写酵素による機能性インジケータ 遺伝子への変換を示す図式的表示。機能性インジケータ遺伝子への変換は、イン ジケータ遺伝子コード領域に関連したT7プロモーターの位置変更から生じる。 図3.A.HIV−1のDNAゲノム構造の図式的表示。 B.各々がHIV LTR U3領域から転写された、スプライシングされたサ ブゲノミックmRNAとして発現されるvif、vpr、tat、rev、vp uおよびnef遺伝子を提供する、パッケージング発現ベクターpLTR−HI V3’の図式的表示。 C.各々がCMV IEエンハンサー−プロモーターから転写された、スプライ シングされたサブゲノミックmRNAとして発現されるvif、vpr、tat 、rev、vpuおよびnef遺伝子を提供する、パッケージング発現ベクター pCMV−HIV3’の図式的表示。 D.CMV IEエンハンサー−プロモーターからの転写によってアンホトロピ ックMLV env遺伝子産物を提供する、パッケージング発現ベクターpVL −env4070A[pCXAS(4070Aenv)]の図式的表示。 図4.A.HIV−1のDNAゲノム構造の図式的表示。 B.5’から3’までの方向に次の要素を含む、順序が入れ替わったコード領域 を持つ、非機能性インジケータ遺伝子を有する耐性試験ベクターの一般化された 図式的表示:1)HIV−LTRのU3領域(pLG−lucPC−HSとpL G−lucPC−PB)あるいは最初のCMV IEエンハンサー−プロモータ ー(pCG−lucPC−HSとpCG−lucPC−PB)、2)HIV−L TRのRおよびU5領域、3)HIVのgag−pol、vif、vpr、ta t、rev、vpu、欠失envおよびnef遺伝子のコード領域、4)患者の 配列アクセプタ部位に挿入された患者由来の単数または複数の断片、5)欠失e nv遺伝子に挿入された、ルシフェラーゼ遺伝子の5’コード領域を含む最初の インジケータ遺伝子カセット、6)欠失3’HIV−LTV U3領域に挿入さ れた、ルシフェラーゼ遺伝子の3’コード領域を含む2番目のインジケータ遺伝 子カセット、ならびに7)3’HIV−LTRのRおよびU5領域。 C.4(a)に述べられている耐性試験ベクター中の非機能性インジケータ遺伝 子(順序が入れ替わったコード領域)の、逆転写酵素による機能性インジケータ 遺伝子への変換を示す図式的表示。逆転写と鎖転移後に、ルシフェラーゼ3’コ ード領域は3’LTRから5’LTRにコピーされ、スプライシングされて機能 性ルシフェラーゼコード領域を生じることができるmRNAの転写が可能となる 。 図5.A.HIV−1のDNAゲノム構造の図式的表示。 B.5’から3’までの方向に次の要素を持つ、逆向きのイントロンを含む非機 能性インジケータ遺伝子を有する耐性試験ベクターの一般化された図式的表示: 1)HIV−LTRのU3領域(pLG−lucII−HSとpLG−lucI I−PB)あるいは最初のCMV IEエンハンサー−プロモーター(pCG− lucII−HSとpCG−lucII−PB)、2)HIV=LTRのRおよ びU5領域、3)HIVのgag−pol、vlf、vpr、tat、rev、 Vpu、欠失env、およびnef遺伝子のコード領域、4)患者の配列アクセ プタ部位に挿入された患者由来の単数または複数の断片、5)欠失env遺伝子 に挿入されたインジケータ遺伝子カセット、ならびに5)3’HIV−LTR。 C.5(a)に述べられている耐性試験ベクター中の非機能性インジケータ遺伝 子(逆向きのイントロン)の、逆転写酵素による機能性インジケータ遺伝子への 変換を示す図式的表示。インジケータ遺伝子カセットの全体的な転写方向は最初 のCMVエンハンサー−プロモーターおよびウィルスLTRの方向と反対である のに対し、人工イントロンの方向は後者の要素と同じである。第二のCMVエン ハンサー−プロモーターによるインジケータ遺伝子の転写は、この方向では逆向 きのイントロンをスプライシングすることができないので、機能性転写産物の産 生を導かない。しかし、5’ウィルスLTRあるいは最初のCMV IEエンハ ンサー−プロモーターによるインジケータ遺伝子の転写は、RNAスプライシン グによる逆向きイントロンの除去を導く。ただし、生じる転写産物がアンチセン ス方向を有しているので、インジケータ遺伝子はまだ機能的には発現されない。 この転写産物を逆転写し、生じたプロウィルスDNAを組込んだあと、逆向きの イントロンは既に除去されているので、インジケータ遺伝子は第二のCMVエン ハンサー−プロモーターによって機能的に転写されうる。 図6.A.HIV−1のDNAゲノム構造の図式的表示が上の(a)と(b) に示されている。 B.5’から3’までの方向に次の要素を持つ、機能性インジケータ遺伝子を含 む耐性試験ベクターの一般化された図式的表示:1)HIV−LTRのU3領域 (pLG−luc−HS−1とpLG−luc−PB−1)あるいは最初のCM V IEエンハンサー−プロモーター(pCG−luc−HS−1とpCG−l uc−PB−1)、2)HIV−LTRのRおよびU5領域、3)HIVのga g−pol、vlf、vpr、tat、rev、vpu、欠失env、およびn ef遺伝子のコード領域、4)ウィルスLTRと反対の転写方向を有する、欠失 env遺伝子に挿入された機能性インジケータ遺伝子カセット、ならびに5) 3’HIV−LTR。 C.インジケータ遺伝子カセットの転写方向がウィルスLTRと同じである機能 性インジケータ遺伝子カセット(pLG−luc−HS−2、pLG−luc− PB−2、pCG−luc−HS−2とpCG−luc−PB−2)を含む耐性 試験ベクターの一般化された図式的表示。 図7.A.耐性試験ベクター、pCG−CXCN(F−lucP) 2−AA およびpCG−CXAT(F−lucP)2−AAを用いた薬剤感受性の例証。 データは、標的宿主細胞におけるルシフェラーゼ遺伝子活性をAZTの不在下あ るいは5mM AZTの存在下での相対光度単位(RLU)として示している。 B.耐性試験ベクターである、AZT処置前およびAZT処置後の「被検」患者 由来セグメントを含むpCG−CXCN(F−lucP)2−AAによって実施 される薬剤感受性および耐性試験。耐性試験ベクターは、ゲノミックインジケー タ遺伝子のウィルスベクター、pCG−CXCN(F−1ucP)2−AAから 誘導される。データは、標的宿主細胞中のルシフェラーゼ遺伝子活性のパーセン ト阻害対AZT濃度(log10)として表わされている。pCG−CXCN(F −lucP)2−AAは黒い四角で示されている。AZT処理前の患者由来セグ メントを含むpCG−CXCN(F−lucP)2−AAは黒丸で、AZT処理 後のものは黒い三角で示されている。 C.耐性試験ベクターである、生物学的に活性なプロウィルスクローン、pNL 4−3から誘導された逆転写酵素断片を含むpCG−CXCN(F−lucP) 2−AAによって実施される薬剤感受性および耐性試験。データは、標的宿主細 胞中のルシフェラーゼ遺伝子活性のパーセント阻害対ネビラピン濃度(log10 )として表わされ、黒い四角で示されている。 D.耐性試験ベクターである、生物学的に活性なプロウィルスクローン、pNL 4−3から誘導されたプロテアーゼ断片を含むpCG−CXCN(F−lucP )2−AAによって実施される薬剤感受性および耐性試験。データは、標的宿主 細胞中のルシフェラーゼ遺伝子活性のパーセント阻害対インジナビール濃度(l og10)として表わされ、黒い四角で示されている。 図8.A.HBVのRNAプレゲノム構造の図式的表示。プレゲノミックRN Aを実線で示す。直接反復配列(DR)を閉じた長方形で示す。カプシド被包シ グナル配列の位置を(()で示す。C、P、SおよびX遺伝子を開いた長方形で 示す。末端タンパク(TP)、スペーサー、DNAポリメラーゼ/逆転写酵素( pol/RT)、およびP遺伝子のリボヌクレアーゼH領域が示されている。C 、P、SおよびX翻訳開始の部位はシャドーの入った三角形で示されている。 B.インジケータ遺伝子カセットと、5’から3’までの方向に次の要素を持つ 逆向きイントロンを含む、耐性試験ベクター系の成分であるサブゲノミックイン ジケータ遺伝子ウィルスベクター、pCS−HBV(NF−IG)II−(PS AS−)の一般化された図式的表示:(1)CMV IEエンハンサー−プロモ ーター領域、(2)HBVゲノムの5’領域とDRIおよび5’((プレ−C O RF翻訳開始コドンは除去されている)、(3)インジケータ遺伝子ORFが逆 向きイントロンを含む非機能性インジケータ遺伝子カセット、(4)DR2、D R1*、3’ε、および3’HBVポリアデニレーション(pA)シグナル領域 を含むHBVゲノムの領域。 C.HBVウィルス複製の結果として構築された機能性インジケータ遺伝子カセ ットを含む、共有結合による閉環状DNA(cccDNA)形態のサブゲノミッ クインジケータ遺伝子ウィルスベクター、pCS−HBV(F−IG)II(P SAS−)の図式的表示。 D.5’から3’までの方向に次の要素を持つ、患者由来セグメントを含む耐性 試験べクター系の成分であるパッケージングベクター、pPK−CPXの一例の 図式的表示:(1)CMV IEエンハンサー−プロモーター領域、(2)C ORF翻訳開始コドンから3’pAシグナルまでにわたる、C、P、SおよびX 遺伝子を含むHBVゲノムの領域。パッケージングベクター、pPK−CPXの C遺伝子は、プレ−C ORF配列を含まず、Sタンパクを発現しないように( 翻訳開始部位のXが示すように)修飾されている。 E.インジケータ遺伝子ウィルスベクター、pCS−HBV(NF−IG)II −(PSAS−)およびパッケージングプラスミド、pPK−CPXを含む耐性 試験ベクター系と同時トランスフェクトされる、S遺伝子タンパクを提供する付 加的なパッケージングベクター、pPK−Sの図式的表示。 F.5’から3’までの方向に次の要素を持つ逆向きイントロを備えた非機能性 インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクター、pCS−HBV(NF−IG)I I−(PSAS+)の一般化された図式的表示:(1)CMV IEエンハンサ ー−プロモーター領域、(2)HBVゲノムの5’領域とDRIおよび5’((プ レ−C ORF翻訳開始コドンは除去されている)、(3)患者由来のP遺伝子 断片を含むHBVゲノムの領域内のインジケータ遺伝子カセット(逆向きイント ロンを含む)、(4)DR2、DRI*、3’ε、および3’HBV pAシグナ ル領域を含むHBVゲノムの領域。 G.HBVウィルス複製の結果として構築された、機能性インジケータ遺伝子カ セットと患者由来のP遺伝子断片を含む、共有結合による閉環状DNA(ccc DNA)形態の耐性試験ベクター、pCS−HBV(F−IG)II−(PSA S+)の図式的表示。 H.耐性試験ベクター、pCS−HBV(NF−IG)II−(PSAS+)と 同時トランスフェクトされる、C、SおよびX遺伝子タンパクを提供するパッケ ージングベクター、pPK−CSXの図式的表示。 図9.A.HBVのRNAプレゲノム構造の図式的表示。 B.非機能性インジケータ遺伝子カセットを含むHBVインジケータ遺伝子のウ ィルスベクターの図式的表示。標的DNA配列の増幅のためのプライマー結合部 位が示されている。正プライマー(Pf)と逆プライマー(Pr)の結合部位の 位置と方向は、パッケージング宿主細胞をトランスフェクトするために用いる線 形のベクターにおいて機能的な増幅単位を構成しない。Pr結合部位は、プレゲ ノミックRNAのスプライシングによって生じる連結配列にとどくようにデザイ ンされる。 C.10Bに述べられているインジケータ遺伝子ウィルスベクターのrc−DN A形態の図式的表示。標的DNA配列の増幅のためのプライマー結合部位が示さ れている。PfおよびPrプライマー結合部位の位置と方向は、rc−DNA形 態の正鎖DNA成分、およびパッケージング宿主細胞において生成されるウィル ス粒子内でのHBV DNA複製によって生じるベクターのcccDNA形態の 正鎖と負鎖のDNA成分において、機能的増幅単位を構成する。Pr結合部位は プレゲノミックRNAのスプライシングによって構築される。 D.非機能性インジケータ遺伝子カセットを含むHBVインジケータ遺伝子のウ ィルスベクターの図式的表示。標的DNA配列の増幅のためのプライマー結合部 位が示されている。PfおよびPr結合部位の位置と方向は、パッケージング宿 主細胞をトランスフェクトするために用いる線形のベクターにおいて機能的な増 幅単位を構成するが、Pf結合部位は、スプライシングされない線形ベクターに おけるエキソヌクレアーゼ検出プローブ(プローブ)の結合部位に隣接しない。 Pf、Prおよびプローブ結合部位のこの配置は、効率的なエキソヌクレアーゼ 検出単位を構成しない。 E.図9Dに述べられているインジケータ遺伝子ウィルスベクターのrc−DN A形態の図式的表示。標的DNA配列の増幅のためのプライマー結合部位が示さ れている。PfおよびPr結合部位の位置と方向は、パッケージング宿主細胞で のHBV DNA複製によって生じるベクターのrc−DNAおよびcccDN A形態における機能的な増幅単位を構成する。Pf結合部位の位置は、ベクター のrc−DNAおよびcccDNA形態においてはエキソヌクレアーゼ検出プロ ーブ(プローブ)の結合部位のすぐ近くに生じる。Pf、Prおよびプローブ結 合部位のこの配置は、効率的なエキソヌクレアーゼ検出単位を構成する。 F.HBVインジケータ遺伝子のウィルスベクターの図式的表示。標的DNA配 列の増幅のためのプライマー結合部位が示されている。正プライマー(Pf)と 逆プライマー(Pr)の結合部位の位置と方向は、パッケージング宿主細胞をト ランスフェクトするために用いる線形のべクターにおいて機能的な増幅単位を構 成しない。 G.10Fに述べられているインジケータ遺伝子ウィルスベクターのrc−DN A形態の図式的表示。標的DNA配列の増幅のためのプライマー結合部位が示さ れている。PfおよびPrプライマー結合部位の位置と方向は、rc−DNA形 態の正鎖DNA成分、およびパッケージング宿主細胞において生成されるウィル ス粒子内でのHBV DNA複製によって生じるベクターのcccDNA形態の 正鎖と負鎖のDNA成分において、機能的増幅単位を構成する。 図10.A.HBVのRNAプレゲノム構造の図式的表示。 B.5’から3’までの方向に次の要素を持つ、順序が入れ替わったプロモータ ーを備えた非機能性インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクター系の成分である 、サブゲノミックインジケータ遺伝子ウィルスベクター、pCS−HBV(NF −IG)PP−(PSAS−)の一般化された図式的表示:(1)CMV IE エンハンサー−プロモーター領域、(2)HBVゲノムの5’領域とDRIおよ び5’((プレ−C ORF翻訳開始コドンは除去されている)、(3)プロモー ター領域がインジケータ遺伝子ORFの3’側、すなわち下流に位置するように 構築された非機能性インジケータ遺伝子カセット、(4)DR2、DRI*、3 ’ε、および3’HBV pAシグナル領域を含むHBVゲノムの3’領域(プ レ−CORF翻訳開始コドンは除去されている)。患者由来のP遺伝子断片を含 む耐性試験ベクター系の成分であるパッケージングベクター、pPK−CPXが 図8Dに、またSパッケージングベクター、pPK−Sが図8Eに示されている 。 C.HBVウィルス複製の結果として構築された機能性インジケータ遺伝子カセ ットを含む、共有結合による閉環状DNA(cccDNA)形態のサブゲノミッ クインジケータ遺伝子ウィルスベクター、pCS−HBV(F−IG)PP(P SAS−)の図式的表示。 D.5’から3’までの方向に次の要素を持つ、順序の入れ替わったプロモータ ーを備えた非機能性インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクター、pCS−HB V(NF−IG)PP(PSAS+)の一般化された図式的表示:(1)CMV IEエンハンサー−プロモーター領域、(2)HBVゲノムの5’領域およびD R1と5’コピー((プレ−C ORF翻訳開始コドンは除去されている)、(3 )エンハンサー−プロモーター領域(順序の入れ替わったプロモーター)、(4) 患者由来セグメントを含むP遺伝子、(5)インジケータ遺伝子ORF、(6) 内部リボソームのエントリー部位(IRES)、(7)DR2、DRI*、3’ ε、および3’HBV pAシグナル領域を含むHBVゲノムの3’領域(プレ −C ORF翻訳開始コドンは除去されている)。C、SおよびX遺伝子を提供 するパッケージングベクター、pPK−CSXは耐性試験べクター、pCS−H BV(NF−IG)PP(PSAS+)と同時トランスフェクトされ、図8Hに 示されている。 E.HBVウィルス複製の結果として構築された、機能性インジケータ遺伝子カ セットと患者由来のP遺伝子断片を含む、共有結合による閉環状DNA(ccc DNA)形態の耐性試験ベクター、pCS−HBV(F−IG)PP(PSAS +)の図式的表示。 図11.A.HBVのRNAプレゲノム構造の図式的表示。 B.5’から3’までの方向に次の要素を持つ、順序の入れ替わったプロモータ ーと翻訳開始部位を備えた非機能性インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクター 系の成分である、サブゲノミックインジケータ遺伝子ウィルスベクター、pCS −HBV(NF−IG)PPTIS−(PSAS−)の一般化された図式的表示 :(1)CMV IEエンハンサー−プロモーター領域、(2)DR1と5’を 含むHBVケノムの5’領域((プレ−C ORF翻訳開始コドンは除去されて いる)、(3)翻訳開始部位が欠如しているインジケータ遺伝子ORF、(4) エンハンサー−プロモーター領域(順序の入れ替わったプロモーター)、(5) DR2、プレ−C ORF翻訳開始コドン、DR1*、3’ε、および3’HB VpAシグナル領域を含むHBVゲノムの3’領域。患者由来セグメントを含む 耐性試験ベクター系の成分であるパッケージングベクター、pPK−CSXが図 8Dに、またSパッケージングベクター、pPK−Sが図8Eに示されている。 C.HBVウィルス複製の結果として構築された機能性インジケータ遺伝子カセ ットを含む、共有結合による閉環状DNA(cccDNA)形態のサブゲノミッ クインジケータ遺伝子ウィルスベクター、pCS−HBV(F−IG)PPTI S(PSAS−)の図式的表示。 D.5’から3’までの方向に次の要素を持つ、順序が入れ替わったプロモータ ーを備えた非機能性インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクター、pCS−HB V(NF−IG)PPTIS(PSAS+)の一般化された図式的表示:(1) CMV IEエンハンサー−プロモーター領域、(2)DR1と5’を含むHB Vゲノムの5’領域((プレ−C ORF翻訳開始コドンは除去されている)、( 3)翻訳開始部位が欠如しているインジケータ遺伝子ORF、(4)患者由来セ グメントを含むP遺伝子、(5)エンハンサー−プロモーター領域(順序の入れ 替わったプロモーター)、(6)DR2、プレ−C ORF翻訳開始コドン、D R1*、3’ε、および3’HBV pAシグナル領域を含むHBVゲノムの3 ’領域。C、SおよびX遺伝子を提供するパッケージングベクター、pPK−C SXは、耐性試験ベクター、pCS−HBV(NF−IG)PPTIS(PSA S+)と同時トランスフェクトされ、図8Hに示されている。 E.HBVウィルス複製の結果として構築された、機能性インジケータ遺伝子カ セットと患者由来のP遺伝子断片を含む、共有結合による閉環状DNA(ccc DNA)形態の耐性試験ベクター、pCS−HBV(F−IG)PPTIS(P SAS+)の図式的表示。 図12.A.HBVのRNAプレゲノム構造の図式的表示。 B.5’から3’までの方向に次の要素を持つ、順序の入れ替わったコード領域 を備えた非機能性インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクター系の成分である、 サブゲノミックインジケータ遺伝子ウィルスベクター、pCS−HBV(NF− IG)PCR−(PSAS−)の一般化された図式的表示:(1)CMV IE エンハンサー−プロモーター領域、(2)DRIと5’を含むHBVゲノムの5 ’領域((プレ−C ORF翻訳開始コドンは除去されている)、(3)プロモー ター領域およびコード領域の5’部分が、コード領域の残りの3’部分の3’側 、すなわち下流に位置するように構築された非機能性インジケータ遺伝子カセッ ト、(4)DR2、DR1*、3’ε、および3’HBV pAシグナル領域を 含むHBVゲノムの3’領域(プレ−C ORF翻訳開始コドンは除去されてい る)。患者由来のP遺伝子断片を含む耐性試験ベクター系の成分であるパッケー ジングベクター、pPK−CSXが図8Dに、またSパッケージングベクター、 pPK−Sが図8Eに示されている。 C.HBVウィルス複製の結果として構築された機能性インジケータ遺伝子カセ ットを含む、共有結合による閉環状DNA(cccDNA)形態のサブゲノミッ クインジケータ遺伝子ウィルスベクター、pCS−HBV(F−IG)PCR( PSAS−)の図式的表示。 D.5’から3’までの方向に次の要素を持つ、順序が入れ替わったコード領域 を備えた非機能性インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクター、pCS−HBV (NF−IG)PCR(PSAS+)の一般化された図式的表示:(1)CMV IEエンハンサー−プロモーター領域、(2)DR1と5’を含むHBVゲノム の5’領域((プレ−C ORF翻訳開始コドンは除去されている)、(3)逆方 向のスプライスアクセプタ配列から始まるインジケータ遺伝子ORFの3’部分 、(4)患者由来セグメントを含むP遺伝子、(5)エンハンサー−プロモータ ー領域(順序の入れ替わったプロモーター)、(6)逆方向のスプライスドナー 配列で終わるインジケータ遺伝子ORFの5’部分、(7)DR2、DR1*、 3’ε、3’HBV pAシグナル領域を含むHBVゲノムの3’領域(プレ− CORF翻訳開始コドンは除去されている)。C、SおよびX遺伝子を提供する パッケージングベクター、pPK−CSXは、耐性試験ベクター、pCS−HB V(NF−IG)PCR(PSAS+)と同時トランスフェクトされ、図8Hに 示されている。 E.HBVウィルス複製の結果として構築された、機能性インジケータ遺伝子カ セットと患者由来のP遺伝子断片を含む、共有結合による閉環状DNA(ccc DNA)形態の耐性試験ベクター、pCS−HBV(F−IG)PCR(PSA S+)の図式的表示。 図13.A.HBVのRNAプレゲノム構造の図式的表示。 B.5’から3’までの方向に次の要素を持つ機能性インジケータ遺伝子カセッ トを含む耐性試験ベクター系の成分である、サブゲノミックインジケータ遺伝子 ウィルスベクター成分、pCS−HBV(F−IG)(PSAS−)の一般化さ れた図式的表示:(1)CMV IEエンハンサー−プロモーター領域、(2) DR1と5’を含むHBVゲノムの5’領域((プレ−C ORF翻訳開始コド ンは除去されている)、(3)機能性インジケータ遺伝子カセット、(4)DR 2、DR1*、3’ε、および3’HBV pAシグナル領域を含むHBVゲノ ムの3’領域(プレ−C ORF翻訳開始コドンは除去されている)。患者由来 のP遺伝子断片を含む耐性試験ベクター系の成分であるパッケージングベクター 、pPK−CPXが図8Dに、またSパッケージングベクター、pPK−Sが図 8Eに示されている。 C.機能性インジケータ遺伝子を含む、共有結合による閉環状DNA(cccD NA)形態のサブゲノミックインジケータ遺伝子ウィルスベクター、pCS−H BV(F−IG)(PSAS−)の図式的表示。 D.5’から3’までの方向に次の要素を持つ機能性インジケータ遺伝子を含む 耐性試験ベクター、pCS−HBV(F−IG)(PSAS+)の一般化された 図式的表示:(1)CMV IEエンハンサープロモーター領域、(2)DRI と5’を含むHBVゲノムの5’領域(プレ−C ORF翻訳開始コドンは除去 されている)、(3)機能性インジケータ遺伝子カセット、(4)患者由来セグ メントを含むP遺伝子、(5)DR2、DR1*、3’ε、3’HBV pAシ グナル領域を含むHBVゲノムの3’領域((プレ−C ORF翻訳開始コドン は除去されている)。C、SおよびX遺伝子を提供するパッケージングベクター 、pPK−CSXは、耐性試験ベクター、pCS−HBV(F−IG)(PSA S+)と同時トランスフェクトされて、図8Hに示されている。 E.機能性インジケータ遺伝子を含む、共有結合による閉環状DNA(cccD NA)形態の耐性試験ベクター、pCS−HBV(F−IG)(PSAS+)の 図式的表示。 発明の詳細な説明 ここに記述される発明がより十分に理解され得るように、以下の説明を述べる 。 本発明は、(a)患者由来セグメント及びインジケータ遺伝子を含む耐性試験 ベクターを宿主細胞に導入し;(b)工程(a)からの宿主細胞を培養し;(c )標的宿主細胞におけるインジケータ遺伝子の発現を測定し;及び(d)工程 (c)からのインジケータ遺伝子の発現を、抗ウィルス剤が存在しない条件下に おいて工程(a)−(c)を行なった場合に測定されるインジケータ遺伝子の発 現と比較することを包含する新規薬剤感受性及び耐性検定であって、抗ウィルス 剤の試験濃度は工程(a)−(c);工程(b)−(c);又は工程(c)に存 在する検定を提供する。 本発明の一面において、(a)患者由来セグメント及びインジケータ遺伝子を 含む耐性試験ベクターを宿主細胞に導入し;(b)工程(a)からの宿主細胞を 培養し;(c)標的宿主細胞におけるインジケータを測定し、ここで該インジケ ータはDNAもしくはRNA構造であり;及び(d)工程(c)からのインジケ ータの測定を、抗ウィルス剤が存在しない条件下において工程(a)−(c)を 行なった場合のインジケータの測定と比較することを包含する抗ウィルス剤に対 する感受性を決定するための方法であって、抗ウィルス剤の試験濃度は工程 (a)−(c);工程(b)−(c);又は工程(c)に存在することを特徴と する方法が提供される。 また、本発明は、(a)抗ウィルス剤に対する薬剤感受性の標準曲線を作成 し;(b)上述の感受性試験のいずれかを用いて患者における抗ウィルス剤感受 性を決定し;及び(c)工程(b)における抗ウィルス剤感受性を工程(a)に おいて決定した標準曲線と比較することを包含する、患者における抗ウィルス剤 耐性を決定するための方法であって、抗ウィルス剤感受性の低下が患者における 抗ウィルス剤耐性の出現を示す方法をも提供する。 また、本発明は、(a)第1の時点で、患者由来セグメントが該時点で患者か ら獲得される上記方法のいずれかに従って患者における抗ウィルス剤感受性を決 定し;(b)後の時点で同じ患者の抗ウィルス剤感受性を決定し;並びに(c) 工程(a)及び(b)において決定した抗ウィルス剤感受性を比較することを包 含する、患者における抗ウィルス剤耐性を決定するための方法であって、第1の 時点と比較した後の時点での抗ウィルス剤感受性の低下が患者における抗ウィル ス剤耐性の出現又は進行を示す方法をも提供する。 本発明の検定は、抗ウィルス剤感受性及び耐性が関心事であるあらゆるウィル ス性疾患に用いることが可能であり、これらのウィルス性疾患には、例えば、H IV、単純ヘルペスウィルス、サイトメガロウィルスイルス、水痘帯状疱疹ウィ ルス、他のヒトヘルペス(HIV)ウィルス、インフルエンザAウィルス、呼吸 器合胞体ウィルス、A型、B型及びC型肝炎ウィルス、ライノウィルス、及びヒ トパピローマウィルスが含まれる。前述のものは現時点で利用可能な抗ウィルス 剤化学療法が存在する特定のウィルスを代表するものであり、ウィルスの科であ るレトロウィルス科、ヘルペスウィルス科、オルソミクソウィルス科、ニューモ ウィルス科及びヘパドナウィルス科を表す。本発明の検定は、他のウィルス科内 のウィルスから生じるウィルス感染に加えて、これらの科内の他のウィルスによ る感染から生じる他のウィルス感染症に用いられるであろう。加えて、本発明の 薬剤感受性及び耐性試験は、現在利用可能な治療が存在しないウィルス性疾患を 治療するための化合物のスクリーニングに有用である。 本発明の薬剤感受性及び耐性試験において試験することができるウィルスの構 造、生活環及び遺伝的要素は当該技術分野における通常の技術を有する者には公 知である。例えば、レトロウィルスの救済及び感染性に必要なウィルス遺伝子に 加えてレトロウィルスの生活環を理解することは、本発明の実施に有用である。 レトロウィルスに感染した細胞は、複相RNAゲノムを有する膜ウィルスを脱落 する。このウィルスにはエンベロープ糖タンパク質(これは、感染性の宿主範囲 を決定する役目を果たす)が点在しており、感染のために細胞の原形質膜の細胞 受容体に結合する。受容体に結合した後、このウィルスは内部に移行し、その宿 主細胞の細胞質を通過する際に脱コートする。核に到達する途上又は核内のいず れかで、ウィルスのコアに存在する逆転写酵素分子が二本鎖DNAプロウィルス の合成、tRNA分子がゲノムのウィルスRNAに結合することにより刺激され る合成を誘発する。次に、この二本鎖DNAプロウィルスは宿主細胞のゲノムに 組み込まれ、そこで、ウィルスのコア粒子にパッケージ化される、ウィルス性タ ンパク質及びビリオンゲノムRNAをコードする両mRNAの転写鋳型としての 役目を果たす。感染細胞から外部に出る途中、コア粒子は細胞質を通過して移動 し、新たに感染した細胞の原形質膜の内側に結合して出芽し、それらを用いてウ ィルスによってコードされたエンベロープ糖タンパク質遺伝子の産生物を含む膜 の管を得る。この感染サイクル−逆転写、転写、翻訳、ビリオンの組み立て、及 び出芽−は、感染の蔓延に伴って何度も繰り返される。 ウィルスRNA及び、結果として、プロウィルスDNAは、ウィルスの生活環 を成功裏に完了させるのに重要な幾つかのシス作用性要素をコードする。ビリオ ンRNAはその3′末端にウィルスプロモーターを坦持する。複製の妙技はその ウィルスプロモーターをプロウィルスゲノムが逆転写される際にそのゲノムの 5′末端に配置する。このウィルスパッケージング部位は5′レトロウィルスL TRのすぐ3′側に位置する。このレトロウィルスの生活環はウィルスによって コードされたトランス作用性因子を必要とする。ウィルスRNA依存性DNAポ リメラーゼ(pol)−逆転写酵素もウィルスのコア内に含まれ、かつウィルス の生活環にとって重要なものであり、その生活環においてゲノムRNAの一体化 した中間体プロウィルスDNAへの変換をもたらす。ウィルスエンベロープ糖タ ンパク質、env、は非感染細胞へのウィルスの結合及びウィルスの蔓延に必要 である。また、転写トランス活性化因子、いわゆるトランスアクチベーターも存 在し、これは一体化した親プロウィルスの転写の水準を調節する役目を果たし得 る。典型的には、複製適格(非欠陥)ウィルスは自己充足しており、これらのト ランス作用性因子の全てをコードする。それらの欠陥対応物は自己充足していな い。 ヘパドナウィルスのようなDNAウィルスの場合、生活環及び感染に必要なウ ィルス遺伝子を理解することは本発明の実施に有用である。HBVの侵入のプロ セスは十分には定義されてない。HBVの複製ではRNA中間体鋳型が用いられ る。感染細胞において、複製の第1工程は非対称リラックス環状DNA(rc− DNA)の共有結合によって閉じた環状DNA(cccDNA)への変換である 。感染肝細胞の核内で生じるこのプロセスは、DNA正鎖合成及びDNA末端の ライゲーションの完了を包含する。第2の工程において、このcccDNAは宿 主のRNAポリメラーゼによって転写され、3.5kBのRNA鋳型(プレゲノ ム)を生じる。このプレゲノムはウィルスのコア内でタンパク質と複合体を形成 する。第3工程は、ウィルスによってコードされたPタンパク質逆転写酵素を用 いるプレゲノムRNAのコピーによる第1の負センスDNA鎖の合成を包含する 。このPタンパク質はマイナス鎖DNAプライマーとしての役目も果たす。最後 に、Pタンパク質DNAポリメラーゼ活性及びプライマーとしてのウィルスRN Aのオリゴマーを用いて第1のDNA鎖をコピーすることにより、第2の正セン スDNA鎖の合成が生じる。また、プレゲノムは主要構造コアタンパク質のmR NAも転写する。 以下の流れ図は本発明において用いることができる様々なベクター及び宿主細 胞のうちの特定のものを示す。全てを包括することは意図されていない。ベクター インジケータ遺伝子カセット + ウィルスベクター (機能的/非機能的インジケータ遺伝子) (ゲノムもしくはサブゲノ ム) ↓ インジケータ遺伝子ウィルスベクター (機能的/非機能的インジケータ遺伝子) | +患者の配列の受容部位 | +患者由来のセグメント ↓ 耐性試験ベクター (患者由来のセグメント+インジケータ遺伝子)宿主細胞 パッケージング宿主細胞 − パッケージング発現ベクターでトランスフェクト 耐性試験ベクター宿主細胞 − 耐性試験ベクターがトランスフェクトされてい るパッケージング宿主細胞 標的宿主細胞 − 耐性試験ベクター宿主細胞によって産生された耐性試験ベク ターウィルス粒子で感染させようとする宿主細胞 耐性試験ベクター 「耐性試験ベクター」は、まとめると患者由来セグメント及びインジケータ遺 伝子を含むDNA又はRNAを有する1つ以上のベクターを意味する。耐性試験 ベクターが2つ以上のベクターを含む場合、患者由来セグメントが一方のベクタ ーに含まれ、インジケータ遺伝子が異なるベクターに含まれ得る。このような2 つ以上のベクターを含む耐性試験ベクターは明確にするためにここでは耐性試験 ベクター系と呼ばれるが、それでも耐性試験ベクターであると理解される。した がって、耐性試験ベクターのDNA又はRNAは1つ以上のDNA又はRNA分 子に含まれ得る。態様の1つにおいて、耐性試験ベクターは患者由来セグメント をインジケータ遺伝子ウィルスベクターに挿入することにより作製される。別の 態様において、耐性試験ベクターは、患者由来セグメントはパッケージングベク ターに挿入し、これに対してインジケータ遺伝子は第2のベクター、例えばイン ジケータ遺伝子ウィルスベクターに含めることにより作製される。ここで用いら れる場合、「患者由来セグメント」は、様々な手段を用いて患者から直接得られ る1つ以上のウィルスセグメントを指す。この様々な手段は、例えば、感染した 患者の細胞(例えば、末梢血単核細胞、PBMC)、血清又は他の体液中に存在す るウィルスDNA又はウィルスRNAから調製される相補的DNA(cDNA) を用いる患者由来セグメントの集団の分子クローニング又はポリメラーゼ連鎖反 応(PCR)である。ウィルスセグメントが患者から「直接得られる」場合には 培養によってウィルスを継代することなくそれが得られ、ウィルスが培養されて いる場合には、最少数の継代により培養物中の変異体の選択を本質的に排除する 。「ウィルスセグメント」という用語は、抗ウィルス剤の標的である遺伝子産生 物(例えば、タンパク質)をコードするあらゆる機能的ウィルス配列又はウィル ス遺伝子を指す。ここで用いられる「機能的ウィルス配列」という用語は機能的 活性を有するあらゆる核酸配列(DNA又はRNA)、例えば、エンハンサー、 プロモーター、ポリアデニル化部位、tar及びRREのようなトランス作用性 因子の作用部位、パッケージング配列、一体化配列、又はスプライシング配列を 指す。薬剤が2つ以上の機能的ウィルス配列又はウィルス遺伝子産生物を標的と する場合、これらのウィルス遺伝子の各々に対応する患者由来セグメントが耐性 試験ベクターに挿入される。2種以上の抗ウィルス剤が標的とする2つ以上の異 なる機能的ウィルス配列又はウィルス遺伝子産生物が評価される組み合わせ治療 の場合には、各々の機能的ウィルス配列又はウィルス遺伝子産生物に対応する患 者由来セグメントが耐性試験ベクターに挿入される。患者由来セグメントは、イ ンジケータ遺伝子ウィルスベクター又は、例えば、ここに記述されるような用い られる特有の構成に依存するパッケージングベクターの独自制限部位又は患者配 列受容部位と呼ばれる指定された位置に挿入される。 ここで用いられる場合、「患者由来セグメント」はヒト及び様々な動物種から 誘導されるセグメントを包含する。このような種には、チンパンジー、ウマ、ウ シ、ネコ及びイヌが含まれるがこれらに限定されるものではない。 患者由来セグメントは幾つかの代替クローン化技術のいずれかを用いて耐性試 験ベクターに組み込むこともできる。例えば、プラスミド主鎖及び患者由来セグ メントの両者へのクラスII制限部位の導入によるクローン化又はウラシルDN Aグリコシラーゼプライマークローン化(参考文献)。 患者由来セグメントは、分子クローニングもしくは遺伝子増幅のあらゆる方法 又はそれらの改変法により、以下に説明されるように耐性試験ベクターに導入し ようとする患者由来セグメントの末端に患者配列受容部位を導入することによっ て得ることができる。例えば、PCRのような遺伝子増幅法においては、患者配 列受容部位に対応する制限部位をそのPCR反応において用いられるプライマー の末端に組み込むことができる。同様に、cDNAクローン化のような分子クロ ーニング法においては、前記制限部位を第1もしくは第2鎖cDNA合成に用い られるプライマーの末端に組み込むことが可能であり、あるいはDNAのプライ マー修復のような方法においては、それがクローン化されたDNAであろうとク ローン化されていないDNAであろうと、前記制限部位をその修復反応に用いら れるプライマーに組み込むことができる。患者配列受容部位及びプライマーは患 者由来セグメントの表出を改善するように設計される。設計された患者配列受容 部位を有する数組の耐性試験ベクターは、1つの耐性試験ベクター単独では表出 不足である、患者由来セグメントの表出をもたらす。 耐性試験ベクターは、(以下に説明される)インジケータ遺伝子ウィルスベク ターを、患者配列受容部位を導入し、患者由来セグメントを増幅もしくはクロー ン化し、かつ増幅もしくはクローン化した配列をインジケータ遺伝子ウィルスベ クターの患者配列受容部位に正確に挿入することによって改変することにより調 製する。耐性試験ベクターはインジケータ遺伝子ウィルスベクターから構築され 、このインジケータ遺伝子ウィルスベクターは各々以下に説明されるゲノムウィ ルスベクターもしくはサブゲノムウィルスベクター及びインジケータ遺伝子カセ ットから誘導される。次に、この耐性試験ベクターを宿主細胞に導入する。ある いは、耐性試験ベクター(これは、耐性試験ベクター系とも呼ばれる)は、患者 配列受容部位をパッケージングベクターに導入し、患者由来セグメントを増幅も しくはクローン化し、かつ増幅もしくはクローン化された配列をパッケージング ベクターの患者配列受容部位に正確に挿入し、及びこのパッケージングベクター をインジケータ遺伝子ウィルスベクターと共にトランスフェクトすることにより 調製する。 好ましい態様の1つにおいては、耐性試験ベクターを以下に定義されるパッケ ージング発現ベクターと共にパッケージング宿主細胞に導入して、ここでは「粒 子ベースの試験」と呼ばれる薬剤耐性及び感受性試験において用いられる耐性試 験ベクターウィルス粒子を生成させることができる。代わりの好ましい態様にお いては、耐性試験ベクターをパッケージング発現ベクターが存在しない条件下に おいて宿主細胞に導入して、ここでは「非粒子ベースの試験」と呼ばれる薬剤耐 性及び感受性試験を実施することができる。ここで用いられる場合、「パッケー ジング発現ベクター」は、パッケージングタンパク質(例えば、コア及びエンベ ロープポリペプチドのような構造タンパク質)、トランス作用性因子、又は複製 欠陥レトロウィルスもしくはヘパドナウィルスが必要とする遺伝子のような因子 をもたらす。このような状況においては、複製適格ウィルスゲノムは、それがそ れ自体では複製することができないような様式で弱まる。これは、パッケージン グ発現ベクターが、弱められたゲノムを含む細胞内に存在する欠陥ウィルスゲノ ムを救済するのに必要なトランス作用性又はミッシング(missing)遺伝 子を産生することはできるものの、その弱められたゲノムがそれ自身を救済する ことは不可能であることを意味する。 インジケータ又はインジケータ遺伝子 「インジケータ又はインジケータ遺伝子」は、直接もしくは反応を介してのい ずれかで、測定可能であるかもしくは顕著な特徴、例えば、色もしくは測定可能 な波長の光、又はインジケータとして用いられるDNAもしくはRNAの場合に は特定のDNAもしくはRNA構造の変化もしくは生成を生じるタンパク質、D NA又はRNA構造をコードする核酸を指す。インジケータ遺伝子の好ましい例 は、ベーターガラクトシダーゼをコードする大腸菌1acZ遺伝子、例えばホト ニス・ピラリス(Photonis pyralis)(ホタル)又はレニラ・ レニホルミス(Renilla reniformis)(ウミシイタケ)のい ずれかからのルシフェラーゼをコードするluc遺伝子、アルカリホスファター ゼをコードする大腸菌phoA遺伝子、緑蛍光タンパク質及びクロラムフェニコ ールアセチルトランスフェラーゼをコードする細菌CAT遺伝子である。インジ ケータ遺伝子の追加の好ましい例は、ラジオイムノアッセイ(RIA)、又は、 例えば成長因子、サイトカイン及び細胞表面抗原(例えば、それぞれ成長ホルモ ン、II−2又はCD4)を含む蛍光活性化細胞選択(FACS)のような検定 によって容易に測定される分泌タンパク質又は細胞表面タンパク質である。「イ ンジケータ遺伝子」は、選択可能マーカーとも呼ばれる選択遺伝子を含むものと も理解される。哺乳類動物細胞の適切な選択可能マーカーの例は、ジヒドロホレ ート還元酵素(DHFR)、チミジンキナーゼ、ハイグロマイシン、ネオマイシ ン、ゼオシン又は大腸菌gptである。インジケータ遺伝子の前述の例の場合、 インジケータ遺伝子及び患者由来セグメントは不連続であり、すなわち、別個の 分離した遺伝子である。幾つかの場合には、患者由来セグメントをインジケータ 遺伝子として用いることもできる。患者由来セグメントが抗ウィルス剤の標的で ある2つ以上のウィルス遺伝子に対応するそのような態様の1つにおいては、そ れらのウィルス遺伝子のうちの1つがインジケータ遺伝子としても役立ち得る。 例えば、ウィルスプロテアーゼ遺伝子は、色素生産性基質を開裂するその能力、 又は不活性チモーゲンを活性化し、それが次に色素生産性基質を開裂するその能 力であって、それにより各々の場合において色反応が生じる能力のため、インジ ケータ遺伝子として役に立ち得る。上述のインジケータ遺伝子の例の全てにおい て、インジケータ遺伝子は「機能的」又は「非機能的」のいずれであってもよい が、各々の場合において、標的細胞におけるインジケータ遺伝子の発現は最終的 に患者由来セグメントの作用に依存する。機能的インジケータ遺伝子 「機能的インジケータ遺伝子」の場合、インジケータ遺伝子は患者由来セグメ ントとは無関係に以下に定義される「パッケージング宿主細胞/耐性試験ベクタ ー宿主細胞」において発現可能であってもよいが、機能的インジケータ遺伝子は 機能的耐性試験ベクター粒子の生成及びそれらの標的宿主細胞への有効な感染な くしては以下に定義される標的宿主細胞において発現することはできない。機能 的インジケータ遺伝子の態様の1つにおいては、制御要素及び指示タンパク質を コードする遺伝子を含むインジケータ遺伝子カセットが、インジケータ遺伝子ウ ィルスベクターに、そのウィルスベクター本来の、又は外来のエンハンサー/プ ロモーターと同じ、もしくは反対の転写配向で挿入される。HIV又はHBVの 場合の機能的インジケータ遺伝子の一例では、インジケータ遺伝子及びそのプロ モーター(CMV IEエンハンサー/プロモーター)が、それぞれHIV−L TRもしくはHBVエンハンサー−プロモーター、又はそのウィルスベクターに 伴うCMV IEエンハンサー/プロモーターと同じ、もしくは反対の転写配向 で配置される。非機能的インジケータ遺伝子 代わりに、インジケータ遺伝子は「非機能的」であってもよく、そこではイン ジケータ遺伝子は、それが患者由来セグメントの1以上の産生物の作用によって 機能的インジケータ遺伝子に変換されるまで、耐性試験ベクターがトランスフェ クトされ、耐性試験ベクター宿主細胞と呼ばれるパッケージング宿主細胞では有 効に発現しない。インジケータ遺伝子は、本発明に従い、遺伝子操作によって非 機能的になる。 1.順序の入れ替わったプロモーター 態様の1つにおいて、インジケータ遺伝 子はプロモーターの位置によって非機能的にされ、そこでは、そのプロモーター はインジケータ遺伝子と同じ転写配向であるものの、インジケータ遺伝子コーデ ィング配列に先行するのではなくその後に続く。この誤配置プロモーターは「順 序の入れ替わったプロモーター」と呼ばれる。この順序の入れ替わったプロモー ターに加えて、非機能的インジケータ遺伝子の配向はそのウィルスベクター本来 の、もしくは外来のプロモーター/エンハンサーとは反対である。このため、非 機能的インジケータ遺伝子のコーディング配列は順序の入れ替わったプロモータ ーによってもウィルスプロモーターによっても転写され得ない。非機能的インジ ケータ遺伝子及びその順序の入れ替わったプロモーターは1以上のウィルス性タ ンパク質の作用によって機能的になる。HIVの場合の順序の入れ替わったプロ モーターを伴う非機能的インジケータ遺伝子の一例では、T7ファージRNAポ リメラーゼプロモーター(ここではT7プロモーターと呼ばれる)が5′LTR にインジケータ遺伝子と同じ転写配向で配置される。このインジケータ遺伝子は 、そのインジケータ遺伝子カセットがT7プロモーターの上流に配置されている ため、T7プロモーターによっては転写され得ない。この耐性試験ベクター内の 非機能的インジケータ遺伝子は標的細胞の感染の際に逆転写酵素により機能的イ ンジケータ遺伝子に変換されるが、これは、5′LTRから3′LTRにコピー されることによりインジケータ遺伝子コーディング領域に対してT7プロモータ ーが再配置されることにより生じる。HIVインテグラーゼによりこの修復され たインジケータ遺伝子が標的細胞の染色体に組み込まれた後、標的細胞によって 発現した核T7 RNAポリメラーゼがそのインジケータ遺伝子を転写する。H BVの場合の順序の入れ替わったプロモーターを伴う非機能的インジケータ遺伝 子の一例では、エンハンサー−プロモーター領域がインジケータ遺伝子の下流、 すなわち3′側に共に同じ転写配向で配置される。このインジケータ遺伝子は、 そのインジケータ遺伝子カセットが上流に配置されているため、エンハンサー− プロモーターによっては転写され得ない。この耐性試験ベクター内の非機能的イ ンジケータ遺伝子は、逆転写及びHBVインジケータ遺伝子ウィルスベクターの 環状化によって、エンハンサー−プロモーターがインジケータ遺伝子コーティン グ領域に対して上流に再配置されることにより、機能的インジケータ遺伝子に変 換される。 順序の入れ替わったプロモーターは、標的宿主細胞内で転写され得るいかなる 真核性もしくは原核性プロモーターであってもよい。好ましくは、このプロモー ターはサイズが小さく、ウィルスの複製を攪乱することなくウィルスゲノムへの 挿入を可能にするものである。より好ましくは、サイズが小さく、かつ標的宿主 細胞に導入された単一のサブユニットRNAポリメラーゼによって転写され得る プロモーター、例えばバクテリオファージプロモーター、が用いられる。このよ うなバクテリオファージプロモーター及びそれらの同族RNAポリメラーゼの例 には、T7、T3及びSp6ファージのものが含まれる。核局在化配列(NL S)をRNAポリメラーゼに結合し、そのRNAポリメラーゼの発現を、修復さ れたインジケータ遺伝子をそれらが転写することが必要とされることがある核に 局在化することができる。このようなNLSは、SV40T抗原のような核に移 送されるあらゆるタンパク質から得ることができる。ファージRNAポリメラー ゼが用いられる場合には、一般にキャップが形成されていない転写体を翻訳する ため、EMCウィルス5′非翻訳領域(UTR)のような内部リボソーム侵入部 位(IRES)をインジケータ遺伝子の前に迫加することができる。HIVの場 合には、順序の入れ替わったプロモーターそれ自体は、LTRの機能が破壊され ない限り、逆転写の過程で3′LTRにコピーされる5′LTR内のいかなる位 置にも導入可能であり、好ましくはLTRのU5及びR部分、最も好ましくはU 5及びRの機能的に重要で高度に保存される領域の外に導入される。HBVの場 合には、順序の入れ替わったプロモーターは、HBVのDNA複製に必要なシス 作用性要素を破壊しないあらゆる位置に配置することができる。遮断配列を、ト ランスフェクト産物(DNA連鎖)による非機能的インジケータ遺伝子の不適切 な発現が存在するに違いない耐性試験ベクターの末端に追加することができる。 上述の順序の入れ替わったT7プロモーターのHIV例においては、このような 遮断配列は、DNA連鎖から生じるブロックリードスルー転写は遮断するが、順 序の入れ替わったT7プロモーターの逆転写の過程での5′LTRから3′LT Rへの再配置から生じる転写は遮断しないように位置するT7転写ターミネータ ーからなり得る。 2.順序の入れ替わったコーディング領域 第2の態様においては、インジケー タ遺伝子は、そのインジケータ遺伝子の5′及び3′コーディング領域の相対位 置によって非機能的にされており、その相対位置では3′コーディング領域が 5′コーディング領域に続くのではなくそれに先行している。この誤配置コーデ ィング領域は「順序の入れ替わったコーディング領域」と呼ばれる。非機能的イ ンジケータ遺伝子の配向はそのウィルスベクター本来の、もしくは外来のプロモ ーター/エンハンサーと同じであっても反対であってもよい。これは、いずれの 配向の場合であっても機能的インジケータ遺伝子をコードするmRNAが生じる ためである。この非機能的インジケータ遺伝子及びその順序の入れ替わったコー ディング領域は、患者由来セグメントの1以上の産生物の作用によって機能的に なる。HIVの場合の順序の入れ替わったコーディング領域を伴う非機能的イン ジケータ遺伝子の第2の例では、会合したプロモーターを伴う5′インジケータ 遺伝子コーディング領域が3′LTR U3領域に、及び3′インジケータ遺伝 子コーディング領域がそのHIVゲノムの上流位置に配置され、各々のコーディ ング領域はそのウィルスのLTRと同じ転写配向を有する。これらの例の両者に おいて、5′及び3′コーティング領域にはそれぞれスプライス供与及び受容配 列が会合していてもよく、これらの配列は異種もしくは人工スプライシングシグ ナルであってもよい。このインジケータ遺伝子は、順序の入れ替わったコーディ ング領域が機能的にスプライスされた転写体の形成を妨げるため、会合したプロ モーター又はウィルスプロモーターのいずれによっても機能的に転写され得ない 。この耐性試験ベクター内の非機能的インジケータ遺伝子は、標的細胞の感染の 際の逆転写によって機能的インジケータ遺伝子に変更されるが、これは、3′L TRが5′LTRにコピーされることによって5′及び3′インジケータ遺伝子 コーディング領域が他のものに対して再配置されることから生じる。HBVの場 合の順序の入れ替わったコーディング配列を伴う非機能的インジケータ遺伝子の 一例では、3′インジケータ遺伝子コーディング領域がそのインジケータ遺伝子 のエンハンサー−プロモーター及び5′コーディング領域の上流、すなわち5′ 側に配置される。このインジケータ遺伝子の5′及び3′コーディング領域の転 写配向は他のものと同じであり、かつインジケータ遺伝子ウィルスベクターと同 じである。しかしながら、耐性試験ベクター内でインジケータ遺伝子の5′及び 3′コーディング領域の順序が変更されている(すなわち、5′コーディング領 域が3′コーディング領域の下流にある)ため、スプライスされて機能的インジ ケータ遺伝子のコーディング領域を生じることが可能なmRNAが転写されない 。逆転写及びインジケータ遺伝子ウィルスベクターの環状化の後、このインジケ ータ遺伝子の3′コーディング領域はエンハンサー−プロモーター及び5′コー ディング領域の下流、すなわち3′側に配置され、それによりスプライスされて 機能的インジケータ遺伝子のコーディング領域を生じることが可能なmRNAの 転写が可能になる。 3.反転イントロン 第3の態様においては、インジケータ遺伝子は、「反転イ ントロン」、すなわち、このインジケータ遺伝子とは反対の転写配向でこのイン ジケータ遺伝子のコーディング領域に挿入されているイントロンを用いることに よって非機能化されている。このインジケータ遺伝子自体、連結したプロモータ ーを含むインジケータ遺伝子カセットの全体の転写配向はウィルスの制御要素と は反対であり、これに対して人工イントロンの配向はウィルスの制御要素と同じ である。このインジケータ遺伝子のそれ自体に連結したプロモーターによる転写 は、この配向では反転イントロンがスプライスされ得ないため、機能的な転写体 の生成につながらない。しかしながら、ウィルスの制御要素によるこのインジケ ータ遺伝子の転写は、生じる転写体がアンチセンス配向を有するためにインジケ ータ遺伝子は依然として機能的に発現することはないものの、RNAスプライシ ングによる反転イントロンの除去をもたらす。この転写体の逆転写及び生じたレ トロウィルスDNAの組み込み、又はヘパドナウィルスDNAの環状化の後には 、反転イントロンが既に除去されているため、インジケータ遺伝子はそれ自身に 連結したプロモーターを用いて機能的に転写され得る。この場合、インジケータ 遺伝子それ自体が、ウィルスの制御要素と反対に配向された全転写単位を有する それ自身の機能的プロモーターを含んでいてもよい。このように、非機能的イン ジケータ遺伝子はウィルスの制御要素によって転写されるには誤った配向にあり 、かつ反転イントロンがスプライシングによっては適切に切除され得ないためそ れ自体のプロモーターによっては機能的に転写され得ない。しかしながら、レト ロウィルス、特にはHIV、及びヘパドナウィルス、特にはHBVの場合には、 ウィルスプロモーター(HIV LTR又はHBVエンハンサー−プロモーター )による転写の結果、スプライシングによる反転イントロンの除去が生じる。そ の結果生じるスプライスされた転写体の逆転写及びその結果生じるプロウィルス の宿主細胞染色体への組み込み又はHBVベクターの環状化の結果、インジケー タ遺伝子がそれ自身のプロモーターによって機能的に転写され得る。イントロン を除去するためのスプライス供与及び受容部位からなる反転イントロンは、イン ジケータ遺伝子の翻訳を途絶させるため、好ましくは、インジケータ遺伝子のコ ーディング領域に位置する。スプライス供与体及び受容体はいかなるスプライス 供与体及び受容体であってもよい。好ましいスプライス供与体−受容体はCMV IEスプライス供与体及びヒトアルファグロビン遺伝子の第2エクソンのスプラ イス受容体(「イントロンA」)である。 インジケータ遺伝子ウィルスベクター構築 ここで用いられる場合、「インジケータ遺伝子ウィルスベクター」は、インジ ケータ遺伝子及びその制御要素並びに1以上のウィルス遺伝子を含むベクター( 1一つもしくは複数)を指す。このインジケータ遺伝子ウィルスベクターは遺伝 子カセット及び以下に定義される「ウィルスベクター」から組み立てられる。イ ンジケータ遺伝子ウィルスベクターは、エンハンサー、スプライシングシグナル 、ポリアデニル化配列、転写ターミネーター、又は他の調節配列をさらに含んで いてもよい。加えて、インジケータ遺伝子ウィルスベクターは機能的であっても 非機能的であってもよい。抗ウィルス剤の標的であるウィルスセグメントがこの インジケータ遺伝子ウィルスベクターに含まれない場合、それらは第2のベクタ ーに付与される。「インジケータ遺伝子カセット」はインジケータ遺伝子及び制 御要素を含む。「ウィルスベクター」は以下のものの幾つか又は全てを含むベク ターを指す:遺伝子産生物をコードするウィルス遺伝子、制御配列、ウィルスパ ッケージング配列、及び、レトロウィルスの場合には、一体化配列。このウィル スベクターは、1以上のウィルスセグメントであって、その1以上が抗ウィルス 剤の標的であり得るウィルスセグメントをさらに含んでいてもよい。ウィルス遺 伝子を含むウィルスベクターの2つの例をここでは「ゲノムウィルスベクター」 及び「サブゲノムウィルスベクター」と呼ぶ。「ゲノムウィルスベクター」は、 1以上のウィルス遺伝子を欠失させてそのウィルスを複製不適格としてもよいが 、完全なウィルスのmRNAの発現及び処理特性を別の方法で保存するベクター である。HIV薬剤感受性及び耐性試験の態様の1つにおいて、ゲノムウィルス ベクターはHIVのgag−pol、vif、vpr、tat、rev、vpu 、及びnef遺伝子を有する(envの幾らか、大部分又は全ては欠失している )。「サブゲノムウィルスベクター」は、抗ウィルス剤の標的(1つもしくは複 数)であるタンパク質をコードし得る1以上のウィルス遺伝子のコーディング領 域を含むベクターを指す。HIVの場合、好ましい態様はHIVのgag−po l遺 伝子を含むサブゲノムウィルスベクターである。HBVの場合、好ましい態様は HBVのP遺伝子を含むサブゲノムウィルスベクターである。HIVの場合、H XB2(Fisherら,(1986) Nature,320,367−37 1)及びNL4−3(Adachiら,(1986) J.Virol.,59 ,284−291)がウィルスベクターの構築に用いられるプロウィルスクロー ンの2つの例である。HBVの場合、多数の完全長ゲノム配列が特徴付けられて おり、HBVウィルスベクターの構築に用いることができる:ジーンバンク(G enBank)M54923号、M38636号、J02203号及びX597 95号。ウィルスコーディング遺伝子は本来のエンハンサー/プロモーターの制 御の下にあっても、外来のウィルス性もしくは細胞性エンハンサー/プロモータ ーの制御の下にあってもよい。HIV薬剤感受性及び耐性試験に対する好ましい 態様は、ゲノムもしくはサブケノムウィルスコーディング領域をHIV−LTR U3領域の本来のエンハンサー/プロモーター又はCMV最初期(IE)エンハ ンサー/プロモーターの制御下に配置することである。HBV薬剤感受性及び耐 性試験に対する好ましい態様は、ゲノムもしくはサブゲノムウィルスコーディン グ領域をCMV最初期(IE)エンハンサー/プロモーターの制御下に配置する ことである。抗ウィルス剤(1種もしくは複数)の標的であるか、又はその標的 であるタンパク質をコードする1以上のウィルス遺伝子を含むインジケータ遺伝 子ウィルスベクターの場合、このベクターは患者配列受容部位を含む。患者由来 セグメントはこのインジケータ遺伝子ウィルスベクター内の患者配列受容部位に 挿入され、それは上述の耐性試験ベクターと呼ばれる。 「患者配列受容部位」はベクター内の患者由来セグメントを挿入するための部 位であり、その部位は:1)部位特異的突然変異誘発によってベクターに導入さ れた独自の制限部位;2)ベクターに自然に発生した独自の制限部位;又は3) 代替クローン化法(例えば、UDGクローン化)を用いて患者由来セグメントを 挿入することができる選択された部位であり得る。態様の1つにおいては、この 患者配列受容部位はインジケータ遺伝子ウィルスベクターに導入される。患者配 列受容部位は、好ましくは、抗ウィルス剤の標的であるウィルス性タンパク質の コーディング領域内、又はその近傍に位置する。患者配列受容部位の導入に用い られるウィルス配列は、好ましくは、その位置に見出されるアミノ酸コーディン グ配列に変化を生じないように、又は控えめな変化が生じるように選択される。 好ましくは、患者配列受容部位は、患者由来セグメントの導入を容易にするため 、そのウィルスのゲノムの比較的保存された領域内に配置される。あるいは、患 者配列受容部位は機能的に重要な遺伝子又は調節配列の間に配置される。患者配 列受容部位を比較的保存されたウィルスゲノム内の領域に、又はその近傍に配置 し、患者由来セグメントへの対応する制限部位の導入に用いられるプライマーに よる初回刺激を可能にすることもできる。患者由来セグメントの表出をさらに改 善するため、そのようなプライマーを変性プールとして設計してウィルスの配列 の不均一性を調整することが可能であり、又はそれが多重塩基対形成能力を有す るデオキシイノシン(I)のような残基を組み込んでいてもよい。同じであるか 、もしくは重複する制限部位間隔を決定する患者配列受容部位を有する数組の耐 性試験ベクターを薬剤耐性及び感受性試験において一緒に用いて、所定の患者配 列受容部位と等しい内部制限部位を含む患者由来セグメントの表出を得ることが 可能であり、このため、それらはいずれか耐性試験ベクター単独においても表出 不足である。 宿主細胞 耐性試験ベクターは宿主細胞に導入される。適切な宿主細胞は哺乳類動物の細 胞である。好ましい宿主細胞は、ウィルス感染の原理的な標的であるヒトの組織 及び細胞から誘導される。HIVの場合、これらにはヒト細胞、例えば、ヒトT 細胞、単球、マクロファージ、樹状細胞、ランゲルハンス細胞、造血幹細胞もし くは前駆細胞、及び他の細胞が含まれる。HBVの場合、適切な宿主細胞には肝 癌細胞系(HepG2、Huh7)、一次ヒト肝細胞、偽型HBVに感染し得る 哺乳類動物の細胞、及び他の細胞が含まれる。ヒトから誘導された宿主細胞は、 抗ウィルス剤が細胞に効率的に侵入し、細胞の酵素機構によってその抗ウィルス 剤の代謝的に関連する形態に変換されることを保証する。宿主細胞は、ここでは 、「パッケージング宿主細胞」、「耐性試験ベクター宿主細胞」、又は「標的宿 主細胞」と呼ばれる。「パッケージング宿主細胞」は、耐性試験ベクターのよう なこ こで用いられる複製欠陥ウィルスベクターが耐性試験ベクターウィルス粒子を産 生するのに必要とするトランス作用性因子及びウィルスパッケージングタンパク 質をもたらす宿主細胞を指す。このパッケージングタンパク質は、耐性試験ベク ターそれ自体、パッケージング発現ベクター(1つもしくは複数)、又はその両 者に含まれるウィルス遺伝子の発現によってもたらされ得る。パッケージング宿 主細胞は1以上のパッケージング発現ベクターがトランスフェクトされている宿 主細胞であり、これに耐性試験ベクターがトランスフェクトされた場合には、こ こでは「耐性試験ベクター宿主細胞」と呼ばれ、時にはパッケージング宿主細胞 /耐性試験ベクター宿主細胞と呼ばれることもある。HIVのパッケージング宿 主細胞として用いるのに好ましい宿主細胞には、293ヒト胎児腎臓細胞(29 3,Graham,F.L.ら,J.Gen Virol.36:59,197 7)、BOSC23(Pearら,Proc.Natl.Acad.Sci.9 0,8392,1993)、tsa54及びtsa201細胞系 (Heinze lら,J.Virol.62,3738,1988)、HBVについてはHep G2(Galle及びTheilmann,L.Arzheim.−Forsc hy Drug Res.(1990) 40,1380−1382)が含まれ る。(Huh,Ueda,Kら Virology*1989) 169,21 3−216)。「標的宿主細胞」は、インジケータ遺伝子の発現もしくは阻害が 行われる耐性試験ベクター宿主細胞によって生じた耐性試験ベクターウィルス粒 子に感染させようとする細胞を指す。標的宿主細胞として用いるのに好ましい宿 主細胞には、ジャーカット (Jurkat) (ATCC TlB−152)、H9 (ATCC HTB−176)、CEM (ATCC CCL−119)、HUT7 8 (ATCC TlB−161)、及びそれらの誘導体を含むヒトT細胞白血病 細胞系が含まれる。 薬剤感受性及び耐性試験 本発明の薬剤感受性及び耐性試験は1以上の宿主細胞において行うことができ る。ウィルスの薬剤感受性は、インジケータ遺伝子の発現の所定のパーセンテー ジが阻害される抗ウィルス剤の濃度として決定される(例えば、抗ウィルス剤の IC50はインジケータ遺伝子の発現の50%が阻害される濃度である)。所定の 抗ウィルス剤の薬剤感受性についての標準曲線は、標準的な実験ウィルスセグメ ントであるか又は薬剤未経験(drug−native)の患者(すなわち、い かなる抗ウィルス剤も投与されたことのない患者)からのウィルスセグメントに ついで、本発明の方法を用いて作成することができる。それに対応して、ウィル スの薬剤耐性は、薬剤感受性をその所定の標準と比較することによる、又は同じ 患者において全期間にわたって連続的に測定することによる、インジケータ遺伝 子の発現の阻害の増加(すなわち、インジケータ遺伝子の発現の減少)によって 決定される所定の患者についてのウィルスの薬剤感受性における低下である。 第1のタイプの薬剤感受性及び耐性試験においては、パッケージング宿主細胞 に耐性試験ベクターをトランスフェクトし、かつ発現ベクター(1つもしくは複 数)をパッケージ化することにより調製される第1の宿主細胞(耐性試験ベクタ ー宿主細胞)により耐性試験ベクターウィルス粒子を生成させる。次に、この耐 性試験ベクターウィルス粒子を用いて、インジケータ遺伝子の発現が測定されて いる第2の宿主細胞(標的宿主細胞)を感染させる。機能的又は非機能的インジ ケータ遺伝子のいずれの場合においても、このような耐性試験ベクターがトラン スフェクトされているパッケージング宿主細胞を含む2細胞系(これは耐性試験 ベクター宿主細胞と呼ばれる)及び標的細胞を用いる。機能的インジケータ遺伝 子はパッケージング宿主細胞のトランスフェクトの際に効率的に発現し、本発明 の試験を実施するのに標的宿主細胞を耐性試験ベクター宿主細胞上清で感染させ ることを必要とする。順序の入れ替わったプロモーター、順序の入れ替わったコ ーディング領域、又は反転イントロンを伴う非機能的インジケータ遺伝子はパッ ケージング宿主細胞のトランスフェクトの際に効率的に発現することはなく、そ のため、標的宿主細胞の感染は耐性試験ベクター宿主細胞及び標的宿主細胞によ る同時培養(co−cultivation)又は耐性試験ベクター宿主細胞上 清を用いる標的宿主細胞の感染のいずれかによって達成することができる。第2 のタイプの薬剤感受性及び耐性試験においては、単一の宿主細胞(耐性試験ベク ター宿主細胞)が標的宿主細胞としての役目も果たす。パッケージング宿主細胞 をトランスフェクトして耐性試験ベクターウィルス粒子を生成させ、かつこれら のパッケージング宿主細胞の幾つかをその耐性試験ベクター粒子による感染の標 的にもする。単一の型の宿主細胞を用いる薬剤感受性及び耐性試験は、順序の入 れ替わったプロモーター、順序の入れ替わったコーディング領域、又は反転イン トロンを伴う非機能的インジケータ遺伝子を含むウィルス耐性試験ベクターで可 能である。このようなインジケータ遺伝子は第1の細胞のトランスフェクトの際 には効率的に発現することがないが、第2の細胞の感染の際にのみ効率的に発現 し、それにより評価中の抗ウィルス剤の効果を測定する機会をもたらす。機能的 インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクターを用いる薬剤感受性及び耐性試験の 場合には、同時培養(co−cultivation)手順も、単一の細胞型を 用いる耐性及び感受性試験も、標的細胞の感染には用いることができない。機能 的インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクターは、標的宿主細胞の感染に、耐性 試験ベクター宿主細胞からの濾過された上清を用いる2細胞系を必要とする。 HIVの場合の本発明の態様の1つにおいて、粒子ベースの耐性試験は、ゲノ ムウィルスベクターから誘導される耐性試験ベクター、すなわち、パッケージン グ発現ベクターpVL−env4070A(pCXAS−4070Aenvとも 呼ばれる)で同時トランスフェクトされているpLG−lucPP−HS、pC G−lucPP−HS、pLG−lucPP−PB、pCG−lucPP−PB 、pLG−lucPC−HS、pCG−lusPC−HS、pLG−lucPC −PB、pCG−lucPC−PB、pLG−lucII−HS、pCG−lu cII−HS、pLG−lucII−PB、pCG−lucII−PB、及びp CG−CXCN(F−lucP)2−AAを用いて行われる。あるいは、粒子ベ ースの耐性試験は、サブゲノムウィルスベクターから誘導される耐性試験ベクタ ー、すなわち、パッケージング発現ベクターpVL−env4070A及びpL TR−HIV3′又はpCMV−HIV3′のいずれかで同時トランスフェクト されているpLS−lucPP−HS、pCS−lucPP−HS、pLS−l ucPP−PB、pCS−luc−PP−PB、pLS−lucPC−HS、p CS−lusPC−HS、pLS−lucPC−PB、pCS−lucPC−P B、pLS−lucII−HS、pCS−lucII−HS、pLS−lucI I−PB、及びpCS−lucII−PBを用いて行うことができる。HIVの 場合 の本発明の別の態様においては、非粒子ベースの耐性試験が、上述の耐性試験ベ クターの各々を用いて、パッケージング発現ベクターが存在しない条件下での選 択された宿主細胞のトランスフェクトにより行われる。 粒子ベースの感受性及び耐性試験の場合、パッケージング宿主細胞に耐性試験 ベクター及びパッケージング発現ベクター(1つもしくは複数)をトランスフェ クトすることにより調製される第1の宿主細胞(耐性試験ベクター宿主細胞)に よって、耐性試験ベクターウィルス粒子が生成する。この耐性試験ベクターウィ ルス粒子は、次に、インジケータ遺伝子の発現が測定されている第2の宿主細胞 (標的宿主細胞)の感染に用いられる。第2のタイプの粒子ベースの感受性及び 耐性試験においては、単一の宿主細胞型(耐性試験ベクター宿主細胞)が両方の 目的を果たす:所定の培養物中のパッケージング宿主細胞のあるものをトランス フェクトして耐性試験ベクターウィルス粒子を生成させ、かつ同じ培養物中の宿 主細胞のあるものがそれによって生じる耐性試験ベクター粒子による感染の標的 である。単一の宿主細胞型を用いる耐性試験は、順序の入れ替わったプロモータ ーを伴う非機能的インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクターで可能である。こ れは、そのようなインジケータ遺伝子が許容的宿主細胞の感染の際には効率的に 発現し、同じ宿主細胞型の形質転換の際には効率的に発現することがなく、それ により評価中の抗ウィルス剤の効果を測定する機会をもたらすためである。同様 の理由で、2種類の細胞型を用いる耐性試験は、第2の細胞型に第1の細胞型の 上清から得られるウィルス粒子を感染させる代わりに2種類の細胞型を同時培養 (co−cultivation)することにより行うことができる。 非粒子ベースの感受性及び耐性試験の場合、耐性試験はパッケージング発現ベ クターが存在しない条件下で単一の宿主細胞に耐性試験ベクターをトランスフェ クトすることにより行う。非粒子ベースの耐性試験は、順序の入れ替わったプロ モーター、順序の入れ替わったコーディング領域又は反転イントロンのいずれか を伴う非機能的インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクターを用いて行う。これ らの非粒子ベースの耐性試験は、パッケージング発現ベクターが存在しない条件 下で単一の宿主細胞型に耐性試験ベクターの各々をトランスフェクトすることに より行う。これらの耐性試験ベクター内に含まれる非機能的インジケータ遺伝子 は宿主細胞のトランスフェクトの際に効率的に発現することはないが、非ウィル ス粒子ベースの逆転写から生じる検出可能なインジケータ遺伝子の発現が存在す る。逆転写及び鎖転移の結果、順序の入れ替わった非機能的インジケータ遺伝子 の順序が変更されていない機能的インジケータ遺伝子への変換が生じる。逆転写 が各耐性試験ベクター内に含まれるpol遺伝子の発現に完全に依存するため、 抗ウィルス剤を、それらの耐性試験べクター内に含まれる患者由来セグメントに よってコードされるpol遺伝子産生物を阻害するそれらの能力について試験す ることができる。HIVの場合、逆転写及び鎖転移の結果、非機能的インジケー タ遺伝子の機能的インジケータ遺伝子への変換が生じる。逆転写が各耐性試験ベ クター内に含まれる患者由来セグメントの発現に完全に依存するため、抗ウィル ス剤を、それらの耐性試験ベクター内に含まれる患者由来セグメントによってコ ードされる遺伝子産生物を阻害するそれらの能力について試験することができる 。 パッケージング宿主細胞に耐性試験ベクター及び適切なパッケージング発現ベ クター(1つもしくは複数)をトランスフェクトして耐性試験ベクター宿主細胞 を生成させる。逆転写酵素阻害剤AZT、ddI、ddC、d4T及び3TC、 並びにプロテアーゼ阻害剤サキナビル、リトナビル及びインジナビルをそれらの 組み合わせに加えて含む個々の抗ウィルス剤を、パッケージング宿主細胞の個々 のプレートに、それらのトランスフェクトの時点に、適切な濃度範囲で添加する 。トランスフェクトの24ないし48時間後、標的宿主細胞を、耐性試験ベクタ ー宿主細胞又は耐性試験ベクター宿主細胞の濾過した上清から得られる耐性試験 ベクターウィルス粒子で感染させる。抗ウィルス剤の各々又はそれらの組み合わ せを、感染に先立って、もしくは感染の時点で標的宿主細胞に添加して、形質転 換の間存在する、所定の薬剤(1種もしくは複数)の同じ最終濃度を達成する。 同時培養(co−cultivation)により、又は濾過したウィルス上 清を用いて感染させた標的宿主細胞におけるインジケータ遺伝子の発現又は阻害 の決定は、インジケータ遺伝子の発現の検定により、例えばインジケータ遺伝子 がホタルluc遺伝子である場合にはルシフェラーゼの活性を測定することによ り行う。所定の抗ウィルス剤の存在下において耐性試験ベクターウィルス粒子の 所定の調製品を用いて感染させた標的宿主細胞について観察されたルシフェラー ゼの活性における、抗ウィルス剤(1種もしくは複数)が存在しない条件下での 対照実験と比較しての減少は、一般にシグモイド曲線としての抗ウィルス剤の濃 度の対数に関連する。この阻害曲線を用いて、耐性試験ベクター内に存在する患 者由来セグメントによってコードされるウィルス標的産生物に対するその薬剤も しくは薬剤の組み合わせの見かけの阻害濃度(IC)を算出する。 1個の細胞の感受性及び耐性試験の場合、宿主細胞に耐性試験ベクター及び適 切なパッケージング発現ベクター(1つもしくは複数)をトランスフェクトし、 耐性試験ベクター宿主細胞を生成させる。個々の抗ウィルス剤もしくはそれらの 組み合わせを、トランスフェクトした細胞の個々のプレートに、それらのトラン スフェクトの時点に適切な濃度範囲で添加する。トランスフェクトの24ないし 72時間後、細胞を集め、ホタルルシフェラーゼの活性について検定する。この 培養物中のトランスフェクト細胞はインジケータ遺伝子を効率的に発現しないた め、培養物中のトランスフェクト細胞、それに加えて培養物中の重感染細胞はイ ンジケータ遺伝子の発現の標的宿主細胞としての役目を果たし得る。所定の抗ウ ィルス剤(1種もしくは複数)の存在下で形質転換された細胞について観察され たルシフェラーゼの活性における、抗ウィルス剤(1種もしくは複数)が存在し ない条件下での対照実験と比較しての減少は、一般にシグモイド曲線としての抗 ウィルス剤の濃度の対数に関連する。この阻害曲線を用いて、耐性試験ベクター 内に存在する患者由来セグメントによってコードされるウィルス標的産生物に対 する薬剤もしくは薬剤の組み合わせの見かけの阻害濃度(IC)を算出する。 抗ウィルス剤/薬剤候補 試験系に添加される抗ウィルス剤は、その抗ウィルス剤の標的に応じて選択さ れた時期に添加される。例えば、サキナビル、リトナビル、インジナビル、及び ネルフィナビルを含むHIVプロテアーゼ阻害剤の場合には、それらに耐性試験 ベクターがトランスフェクトされる時点に適切な濃度範囲で、パッケージング宿 主細胞の個々のプレートに添加される。また、HIVプロテアーゼ阻害剤は感染 の時点にも添加され、形質転換の間に添加されるものと同じ最終濃度を達成する 。AZT、ddI、ddC、d4T、3TC及びネバリピンを含むHIV逆転写 酵 素阻害剤は、耐性試験ベクターによる感染の時点に試験濃度で、標的宿主細胞の 個々のプレートに添加される。あるいは、抗ウィルス剤は検定を通して存在して いてもよい。試験濃度は、典型的には約0.1nMないし約100(Mであり、 以下の薬剤の各々についてより具体的には:AZT、約1nMないし約5(M; ddI、約1nMないし約25(M;3TC、約1nMないし約50(M;d4 T、約1nMないし約25(M;及び、ネバリピン、約1nMないし約100( Mである濃度範囲から選択される。 本発明の別の態様においては、抗ウィルス性化合物候補を本発明の薬剤感受性 及び耐性試験において試験する。抗ウィルス性化合物候補を、適切な濃度及びそ の抗ウィルス剤候補のタンパク質標的に応じた選択された時点で、試験系に添加 する。あるいは、2種以上の抗ウィルス性化合物候補を試験することが可能であ り、又は認可された抗ウィルス剤、例えばAZT、ddI、ddC、d4T、3 TC、サキナビル又はリトナビル、もしくはインジノビルのような臨床試験中の 化合物との組み合わせで抗ウィルス性化合物候補を試験することができる。抗ウ ィルス剤候補の有効性は、インジケータ遺伝子の発現又は阻害を測定することに より評価する。この態様の別の側面においては、薬剤感受性及び耐性試験をウィ ルス変異体のスクリーニングに用いることができる。既知の抗ウィルス剤又は抗 ウィルス剤候補のいずれかに対する耐性変異体を同定した後、その変異体を単離 してそのDNAを分析する。このようにしてウィルス耐性変異体のライブラリー を構築することができ、これは抗ウィルス剤候補を単独で、もしくは組み合わせ てスタリーニングすることを可能にする。 一般的な材料及び方法 ベクターの構築、並びに細胞のトランスフェクト及び感染に用いられる技術の 大部分は当該技術分野において広範に実施されているものであり、ほとんどの開 業者は特定の条件及び手順を説明する標準的な資材に習熟している。しかしなが ら、便宜上、以下の段落が指針として役立ち得る。 「プラスミド」及び「ベクター」は文字及び/又は数字が続く小文字のpで示 される。ここでの出発プラスミドは市販されているか、もしくは無制限に公的に 利用可能であるもののいずれかであり、又は利用可能なプラスミドから公開され ている手順に従って構築することができる。加えて、記述されるものと等価のプ ラスミドが当該技術分野において公知であり、通常の技術を有する技術者には明 らかである。 本発明のベクターの構築は、当該技術分野において十分理解されている標準的 なライケーション及び制限技術を用いる(Ausubelら,(1987) 分 子生物学における現在のプロトコール (Current Protocols in Molecular Biology),Wiley−Intersci ence又は分子クローニング:実験マニュアル (Molecular Clo ning:A laboratory Manual),Cold Sprin g Harbor Laboratory,N.Y.におけるManiatis ら,(1992)を参照のこと)。単離したプラスミド、DNA配列、又は合成 オリゴヌクレオチドを開裂し、あつらえ、所望の形態に追い込む。合成DNAを 含む全てのDNA構築体の配列をDNA配列分析により確認した(Sanger ら(1977) Proc.Natl.Acad.Sci.74,5463−5 467)。 DNAの「消化」は、DNAにおける特定の配列、制限部位、でのみ作用する 制限酵素を用いるDNAの酵素的開裂を指す。ここで用いられる様々な制限酵素 は市販されており、それらの反応条件、補因子及び他の必要条件は通常の技術を 有する技術者に公知である。分析のためには、典型的には1(gのプラスミド又 はDNA断片が約2単位の酵素と共に約20(lのバッファー溶液中で用いられ る。あるいは、DNA基質の完全な消化を保証するため、過剰の制限酵素が用い られる。変動も許容され得るが、約37℃で約1時間ないし2時間のインキュベ ーション時間が利用可能である。各々のインキュベーションの後、フェノール/ クロロホルムで抽出することによりタンパク質を除去し、続いてエーテル抽出を 行ってもよく、かつ水性画分からエタノールを用いる沈殿により核酸を回収する 。所望であれば、標準技術を用いるポリアクリルアミドゲル又はアガロースゲル 電気泳動により開裂した断片のサイズ分離を行うことができる。サイズ分離の一 般的な記述は酵素学の方法Methods of Enzymology :499−560(1980)に見出される。 制限開裂した断片は、大腸菌DNAポリメラーゼI(クレノウ)の大断片を用 いて、4種類のデオキシヌクレオチド三リン酸(dNTP)の存在下において、 20℃で約15ないし25分のインキュベーション時間を用いて、50mMトリ ス(ph7.6)、50mM NaCl、6mM MgCl2、6mM DTT及 び5−10mM dNTP中で処理することにより平滑末端化することができる 。このクレノウ断片は5′粘着末端を埋めはするが、たとえ4種類のdNTPが 存在しても、突出する3′単鎖を崩してならしてしまう。所望であれば、dNT Pのうちのその粘着末端の性質によって指示される制限内の1種のみを供給する ことにより、すなわち選択されたdNTPを用いて、選択的修復を行うことがで きる。クレノウで処理した後、その混合物をフェノール/クロロホルムで抽出し 、エタノール沈殿させる。適切な条件下においてS1ヌクレアーゼ又はBal− 31で処理することにより、あらゆる一本鎖タンパク質の加水分解が生じる。 ライゲーションは15−50(lの容量で以下の標準的な条件及び温度の下で 行う:20mMトリス−Cl pH7.5、10mM MgCl2、10mM DTT、33mg/ml BSA、10mM−50mM NaCl、及び0℃で 40mM ATP、0.01−0.02(ワイス(Weiss))単位のT4 DNAリガーゼ(「粘着末端」ライゲーション用)又は14℃で1mM ATP )0.3−0.6(ワイス)単位のT4 DNAリガーゼ(「平滑末端」ライゲ ーション用)のいずれか。分子間「粘着末端」ライゲーションは、通常、33− 100(g/ml)の総DNA濃度(5−100mMの総末端濃度)で行なわれ る。分子間平滑末端ライゲーション(通常、10−30倍モル過剰のリンカーを 用いる)は1mMの総末端濃度で行われる。 「一過性発現」は形質転換の約1日ないし2週間以内の非増幅発現を指す。特 に望ましい異種タンパク質の一過性発現の最適時間は、例えば利用することがで きるあらゆるトランス作用性因子、翻訳制御機構及び宿主細胞を含む幾つかの因 子に応じて変化し得る。一過性発現は、トランスフェクトされているプラスミド が機能する、すなわちそれが転写及び翻訳されている場合に生じる。この期間に 、細胞に侵入しているプラスミドDNAは核に移送される。このDNAは組み込 ま れていない状態にあり、核内で遊離している。細胞に取り込まれたプラスミドの 転写はこの期間に生じる。トランスフェクトに続いて、プラスミドDNAは細胞 分裂により分解もしくは希釈される。細胞染色質内での無作為の統合が生じる。 一般に、宿主細胞に適合する種から誘導されるプロモーター及び制御配列を含 むベクターが特定の宿主細胞と共に用いられる。原核生物の細胞と共に用いるの に適するプロモーターには、説明として、ベーターラクタマーゼ及びラクトース プロモーター系、アルカリホスファターゼ、トリプトファン(trp)プロモー ター系、並びにtacプロモーターのようなハイブリッドプロモーターが含まれ る。しかしながら、他の機能的細菌プロモーターも適している。原核生物に加え て、酵母培養物のような真核微生物を用いることもできる。多くの他の株が一般 に利用可能ではあるが、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyc es cerevisiae)、すなわちパン酵母が最も一般的に用いられる真 核微生物である。哺乳類動物の宿主細胞におけるベクターからの転写を制御する プロモーターは、様々な源、例えば、ポリオーマ、シミアンウィルス40(SV 40)、アデノウィルス、レトロウィルス、B型肝炎ウィルス及び、好ましくは 、サイトメガロウィルスのようなウィルスのゲノムから、又は異種哺乳類動物プ ロモーター、例えば、b−アクチンプロモーターから得ることができる。SV4 0ウィルスの初期及び後期プロモーターは、SV40ウィルスの複製起点をも含 むSV40制限断片として都合よく得られる。ヒトサイトメガロウィルスの最初 期プロモーターはHindIII E制限断片として都合よく得られる。もちろ ん、宿主細胞又は関連する種からのプロモーターもここでは有用である。 ここで用いられるベクターは、選択可能マーカーとも呼ばれる選択遺伝子を含 んでいてもよい。選択遺伝子は、そのベクターをトランスフェクトした宿主細胞 の生存又は成長に必要なタンパク質をコードする。哺乳類動物の細胞に適する選 択可能マーカーの例には、ジヒドロホレート還元酵素遺伝子(DHFR)、オル ニチン脱炭酸酵素遺伝子、多剤耐性遺伝子(mdr)、アデノシン脱アミノ酵素 遺伝子及びグルタミン合成酵素遺伝子が含まれる。このような選択可能マーカー が哺乳類動物の宿主細胞にうまく移送されると、その形質転換宿主細胞は選択圧 の下におかれても生存することができる。選択措置には広範に用いられる2つの 異なる範疇が存在する。第1の範疇は、細胞の代謝及び補足された培地とは無関 係に成長能力を欠く変異細胞系の使用に基づく。第2の範疇は優性選択と呼ばれ 、これは、あらゆる細胞型において用いられ、かつ変異細胞系の使用を必要とし ない選択体系を指す。これらの体系は、典型的には、薬剤を用いて宿主細胞の成 長を停止させる。新規遺伝子を有する細胞は薬剤耐性を伝達するタンパク質を発 現し、この選択を生き延びる。このような優性選択の例では、薬剤ネオマイシン (Southern及びBerg(1982) J.Molec.Appl.G enet.1,327)、ミコフェノール酸 (Mulligan及びBerg (1980) Science 209,1422)、又はハイグロマイシン (Sugdenら(1985) Mol.Cell.Biol.5,410−4 13)が用いられる。上述の3つの例では、それぞれ適切な薬剤ネオマイシン (G418もしくはゲンチシン)、xgpt(ミコフェノール酸)又はハイグロ マイシンに対する耐性を伝達するのに真核性の制御の下にある細菌遺伝子が用い られる。 「トランスフェクト」は、宿主細胞にDNAを導入し、それにより機能的な発 現であろうと他の方法であろうとそのDNAを発現させることを意味する;また 、このDNAは染色体外要素として複製しても、染色体の統合によって複製して もよい。他の方法で提供されない限り、ここで宿主細胞の形質転換に用いられる 方法はGraham及びvan der Eb(1973) Virology 52,456−457のリン酸カルシウム共沈殿法である。トランスフェクトの ための代わりの方法は、電気穿孔法、DEAE−デキストラン法、リポフェクシ ョン及び微粒子銃法(Krigler(1990) 遺伝子の伝達及び発現:実 験マニュアル (Gene Transfer and Expression: A Laboratory Manual),Stockton Pres s)である。 宿主細胞は本発明の発現ベクターでトランスフェクトし、プロモーターの誘発 、形質転換体の選択又は遺伝子の増幅に適するように改変した通常の栄養培地に おいて培養することができる。宿主細胞は、グルタミンを添加し、かつ抗生物質 を含まないF12:DMEM(ギブコ(Gibco))50:50において培養 す る。温度、pH等の培養条件は、発現のために選択された宿主細胞に関して従来 用いられるものであり、通常の技術を有する技術者には明らかである。 以下の例は、単に本発明の実施について現在知られる最良の態様を説明するも のであるが、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。全ての参考文献 は参照して明確に組み込まれる。 実施例1 患者由来セグメントと順序の入れ替わったプロモーターを備えた非機能性インジ ケーター遺伝子を含む耐性試験ベクターを用いた、HIV薬剤感受性および耐性 試験 インジケーター遺伝子ウィルスベクター−構築 順序の入れ替わったプロモーターを備えた非機能性インジケーター遺伝子を含 むインジケーター遺伝子ウィルスベクターを、抗ウィルス薬の標的であるウィル ス遺伝子を含むHIVゲノミックおよびサブゲノムウィルスベクターを用いてデ ザインした。インジケーター遺伝子ウィルスベクター、pLG−lucPPおよ びpCG−lucPPは、ゲノミックウィルスベクター、pLGおよびpCGに 基づく;各々がHIVのenv遺伝子に欠失を有している。ゲノミックインジケ ーター遺伝子ウィルスベクター、pLG−lucPPとpCG−lucPPから 誘導される耐性試験ベクターは、患者由来セグメントを挿入するための患者配列 アクセプタ部位を含み、アンホトロピックMLV 4070A env遺伝子産 物をコードするパッケージング発現ベクターと共に使用される。インジケーター 遺伝子ウィルスベクター、pLS−lucPPおよびpCS−lucPPは、サ ブゲノムウィルスベクター、pLSおよびpCSに基づく;各々はHIV ga g−pol遺伝子だけをコードする。サブゲノミックインジケーター遺伝子ウィ ルスベクター、pLS−lucPPとpCS−lucPPから誘導される耐性試 験ベクターは、患者由来セグメントを挿入するための配列アクセプタ部位を含み 、HIV vif、vpr、tat、rev、vpuおよびnef遺伝子をコー ド する第一のパッケージング発現ベクターおよびアンホトロピックMLV 407 0A env遺伝子産物をコードする第二のパッケージングベクターと共に使用 される。HIVウィルスベクター−ゲノミックおよびサブゲノミック 生物学的に活性なプロウィルスクローン、HXB2(Fisherら(198 6)Nature 320、367−371)の配列を用いてHIVウィルスベ クターをデザインした。2種類のウィルスベクターをデザインした:envのよ うな単一遺伝子中に欠失を有するが、さもなければ完全なウィルスのmRNA発 現およびプロセシング特性を保存しているゲノミックウィルスベクター、ならび にgag−polのような、代表的に感受性および耐性試験の特異的標的となる 1個または数個の遺伝子だけを含むか、あるいは全くウィルス遺伝子を欠如して いるサブゲノムウィルスベクター。どちらの種類のベクターも、インジケーター 遺伝子カセットを挿入するためのウィルスゲノム内の独自の制限部位ならびに患 者配列アクセプタ部位、すなわち患者由来のHIV配列を挿入することができる 、抗ウィルス標的遺伝子(例えばpol)の近くあるいはその中の付加的な独自 の制限部位を有する。さらに、両方の種類のベクターを、HIV−LTR U3 領域の天然エンハンサー−プロモーターあるいはCMV直前(immediat e−early)(IE)領域からの異種エンハンサープロモーターのいずれか を取り込むようにデザインした。プラスミドDNAの構築には標準的な方法を使 用する(Ausubelら(1987)Current Protocolsi n Molecular Biology、Wiley−Interscien ce)。合成DNAを組み込んだDNA構築物の配列はすべてDNA塩基配列分 析によって確認される(Sangerら(1977)Proc.Natl.Ac ad.Sci.74、5463−5467)。 HIV配列は、pBluescipt KS(+)プラスミドクローニングベ クター(カリフォルニア州サンディエゴのストラタジーン社(Stratage ne、San Diego、CA)のポリリンカーに挿入された、HpaIから XbaIまでの制限断片上のHXB2プロウィルスDNA配列を含むプラスミド pBS=HIV(Pageら(1990)J.Virol.64、5270−5 276)から得られる。このプロウィルスクローンは、プロウィルス組込みの部 位から特性付けられていないフランキングヒトDNAを含むので、プラスミドp BS−HIVを鋳型として使用し、2段階の部位定方向突然変異生成を用いてそ のような配列を取り除く。第一段階では、5’から3’の方向に次の配列を含む オリゴヌクレオチド1を用いて、5’LTRに隣接するヒト配列を取り除く:1 )左側U3領域内の、組込まれたプロウィルスの最初の18ヌクレオチドに相補 的な配列、2)6ヌクレオチドSmaI部位、および3)ポリリンカーおよびフ アージT3プロモーターを越えてすぐのpBluescript KS(+)中 の領域に相補的な18ヌクレオチド配列。第二段階では、次の配列(5’から3 ’まで)を含むオリゴヌクレオチド2を用いて5’LTRに隣接するヒト配列を 取り除く:1)LacZ遺伝子内の、PvuI部位を越えてすぐのpB1ues crlpt KS(+)中の領域に相補的な18ヌクレオチド配列、2)6ヌク レオチドXbaI部位、および3)右側U5領域内の、組込まれたプロウィルス の最後の18ヌクレオチドに相補的な配列。生じるプラスミドをpBS−HXB 2と称する。 抗ウィルス的遺伝子の発現のためにエンハンサー−プロモーターとしてHIV −LTR U3領域を用いるゲノミックおよびサブゲノムウイルスベクター(図 1)は、各々、1段階の部位定方向突然変異生成によってプラスミドpBS−H XB2から誘導される。env遺伝子に欠失しているゲノミックウィルスベクタ ーpLGは、次の配列を含む(5’から3’まで)オリゴヌクレオチド3を用い て調製する:1)env遺伝子内のHXB2の7626位から7643位までに 相補的な18ヌクレオチド配列(HXB2に関する座標はすべてGenBank 、アクセス番号K03455を参照する)、2)8ヌクレオチドNotI部位、 および3)env遺伝子内のHXB2の6384位から6401位までに相補的 な18ヌクレオチド配列。env、tat、rev、vif、vprおよびvp u遺伝子に欠失しているサブゲノムウィルスベクターpLSは、次の配列(5’ から3’まで)を含むオリゴヌクレオチド4を用いて調製する:1)env遺伝 子内のHXB2の7626位から7643位までに相補的な18ヌクレオ チド配列、2)8ヌクレオチドNotI部位、および3)vif遺伝子内のHX B2の5109位から5126位までに相補的な18ヌクレオチド配列。 抗ウィルス標的遺伝子の発現のためのエンハンサー−プロモーターとしてCM V IE領域を用いるゲノミックおよびサブゲノムウィルスベクターは、プラス ミドpLGおよびpLSから誘導され、各々pCGおよびpCSと称する(図1) 。ゲノミックウィルスベクターpCGは2段階で調製される。第一段階では、2 つのDNA断片から中間プラスミドを調製する:1)プラスミドpLGをSma Iで消化し、そのベクターをアルカリホスファターゼで処理して調製した11. 2kBベクター断片、および2)プラスミドpVL−1 (以下に述べる)をS maIで消化して調製したCMV IEエンハンサー−プロモーターを含む0. 9kBのDA断片。ウィルスLTRと同じ転写方向にCMV IE領域を含むプ ラスミドを、制限酵素切断地図の作製によって同定する。第二段階では、この中 間プラスミドから部位定方向突然変異生成によってプラスミドpCGを調製し、 次の配列(5’から3’まで)を含むオリゴヌクレオチド5を用いて、R領域の 冒頭部分の転写開始を生じさせることができる位置で、5’−LTR R領域に CMV IEエンハンサー−プロモーターを連結する:1)R領域の冒頭部分の 、HXB2の455位から472位までに相補的な18ヌクレオチド配列、およ び2)CMV IEエンハンサー−プロモーターの−18位から−1位までに相 補的な18ヌクレオチド配列(座標はBoshartら(1985)Cell 41、521−530を参照する)。サブゲノムウィルスベクターpCSはプラ スミドpCGから誘導され、2つのDNA断片から調製する:1)プラスミドp LSをSmaIとClaIで消化して調製した9.1kBのベクターDNA、お よび2)プラスミドpCGをSmaIとClaIで消化して調製した1.3kB のDNA断片。ゲノミックインジケーター遺伝子ウィルスベクター −順序の入れ替わったプロモーター インジケーター遺伝子ウィルスベクター、pLG−lucPPとpCG−lu cPP、およびそれらから誘導される耐性試験ベクターは、5’から3’までの 方向に次の要素を含む(図2B):HIV−LTR U3領域(pLG−luc PP)あるいはCMV IEエンハンサー−プロモーター(pCG−lucPP) 、2)HIV−LTR R領域、3)LTRと反対の転写方向を有する挿入され たT7プロモーターを含むHIV−LTR U5領域、4)HIV gag−p ol、vif、vpr、tat、rev、vpu、欠失envおよびnef遺伝 子のコード領域、5)欠失env遺伝子に挿入されたインジケーター遺伝子カセ ット、ならびに6)3’HIV−LTR。同じインジケーター遺伝子カセットが pLG−lucPPとpCG−lucPPに挿入され、次の要素を含む:1)内 部リボソームがエントリーすることのできるEMC 5’−UTR領域、2)ル シフェラーゼ(luc)遺伝子の完全なコード領域、および3)T7転写ターミ ネーター。インジケーター遺伝子はHIV−LTRあるいはCMV IEエンハ ンサー−プロモーターと反対の転写方向を持ち、それ故これらの要素によって機 能的に転写されえない。インジケーター遺伝子カセットはT7プロモーターの上 流に位置するので、インジケーター遺伝子はT7プロモーターによっても転写さ れない。逆転写と鎖転移後、T7プロモーターは5’LTRから3’LTRにコ ピーされ、T7 RNAポリメラーゼによって新たに創造されたT7プロモータ ーからのインジケーター遺伝子の機能的転写が可能となる(図2C)。 インジケーター遺伝子カセットを含むプラスミドplucPPは3段階で調製 される。第一段階では、EMC 5’−UTR要素とT7転写ターミネーターを 備えた独自のNotI部位によって近接されたカセットを含むプラスミドpVL −EMC/T7を2つのDNA断片から調製する;1)プラスミドpVL(以下 に述べる)をNotIで消化し、そのベクターをアルカリホスファターゼで処理 して調製した3.0kBのベクターDNA、および2)プラスミドpTM1(M ossら(1990)Nature 348、91−92)を鋳型とし、オリゴ ヌクレオチド6と7をプライマーとして用いるPCRと、その後のNotIによ る消化によって調製した、EMC 5’UTRおよびT7ターミネーターを含む 0.8kBのDNA断片。オリゴヌクレオチド6および7は各々NotI制限部 位を組込んでいる。第二段階では、哺乳類発現ベクターpVL−1(以下に述べ る)に挿入されたホタルルシフェラーゼ遺伝子のコード領域を含むプラスミドp VL−lucを、2つのDNA断片から調製する:1)プラスミドpVL−1を NruIとBglIIで消化して調製した4.1kBのベクターDNA、および 2)ブラスミドpGEM−luc(ウィスコンシン州マディスンのプロメガ社、 Promega,Madison、WI)を鋳型とし、オリゴヌクレオチド8と 9をプライマーとして用いるPCRと、その後のNruIとBglIIによる消 化によって調製した、完全なルシフェラーゼコード領域を含む1.7kBのDN A断片。オリゴヌクレオチド8および9は、各々NruIとNcoI、BglI IとXhoI制限部位を組込んでいる。第三段階では、EMC 5’−UTR要 素とT7転写ターミネーターの間に挿入されたルシフェラーゼ遺伝子のコード領 域を含むプラスミドplucPPを、2つのDNA断片から調製する:1)プラ スミドpVL−EMC/T7をNcoIとSalIで消化して調製した3.8k BのベクターDNA、および2)プラスミドpVL−lucをNcoIXhoI で消化して調製した、完全なルシフェラーゼコード領域を含む1.7kBのDN A断片。 プラスミドpLG−lucPPは2段階で調製される。第一段階では、次の配 列(5’から3’まで)を含むオリゴヌクレオチド10を用いて、部位定方向突 然変異生成によりプラスミドpLG中の上流のHIV−LTR U5領域にファ ージT7プロモーターを挿入して、プラスミドpLG−T7を調製する:1)U 5領域内のHXB2の552位から569位までに相補的な18ヌクレオチド配 列、2)T7プロモーターに相補的な20ヌクレオチド配列、ならびに3)U5 領域内のHXB2の534位から551位までに相補的な18ヌクレオチド配列 。第二段階では、プラスミドpLG−lucPPを2つのDNA断片から調製す る:1)プラスミドpLG−T7をNotIで消化し、生じるベクターをアルカ リホスファターゼで処理して調製した11.2kBのベクターDNA、および2 )プラスミドplucPPをNotIで消化して調製したルシフェラーゼインジ ケーター遺伝子カセットを含む2.5kBのDNA断片。ウィルスLTRと反対 の転写方向を有するウィルスベクターに挿入されたインジケーター遺伝子カセッ トを含む、pLG−lucPPに対応するクローンを制限酵素切断地図の作製に よって同定する。 プラスミドpCG−lucPPは2段階で調製される。第一段階では、オリゴ ヌクレオチド10を用いた部位定方向突然変異生成により、プラスミドpCG中 の上流のHIV−LTR U5領域にファージT7プロモーターを挿入してプラ スミドpCG−T7を調製する。第二段階では、プラスミドPCG−lucPP を2つのDNA断片から調製する:1)プラスミドpCG−T7をNotIで消 化し、生じるベクターをアルカリホスファターゼで処理して調製した11.7k BのベクターDNA、および2)プラスミドplucPPをNotIで消化して 調製したルシフェラーゼインジケーター遺伝子カセットを含む2.5kBのDN A断片。CMV IEエンハンサー−プロモーターおよびウィルスLTRと反対 の転写方向を有するウィルスベクターに挿入されたインジケーター遺伝子カセッ トを含む、pCGlucPPに対応するクローンを制限酵素切断地図の作製によ って同定する。 サブゲノミックインジケーター遺伝子ウィルスベクター−順序の入れ替わったプ ロモーター インジケーター遺伝子ウィルスベクター、pLS−lucPPとp CS−lucPP、およびそれらから誘導される耐性試験ベクターは、5’から 3’までの方向に次の要素を含む(図2B):1)HIV−LTR U3領域( pLS−lucPP)あるいはCMV IEエンハンサー−プロモーター(pC S−lucPP)、2)HIV−LTR R領域、3)LTRと反対の転写方向 を有する挿入されたT7プロモーターを含むHIV−LTR U5領域、4)H IV gag−pol遺伝子のコード領域、5)インジケーター遺伝子カセット 、6)ウィルスパッケージング配列を含むHIV env遺伝子からのRRE要 素、ならびに7)3’HIV−LTR。pLS−lucPPおよびpCS−lu cPPのインジケーター遺伝子カセットは、pLG−lucPPおよびpCG− lucPPにおけるものと同じである。後者のベクターについては、pLS−l ucPPとpCS−lucPPのインジケーター遺伝子は、逆転写と鎖転移によ ってT7プロモーターが5’LTRから3’LTRにコピーされるまでは機能的 に転写されえない(図2C)。 プラスミドpLS−lucPPは2段階で調製される。第一段階では、プラス ミドpLSの上流のHIV−LTR U5領域に挿入されたファージT7プロモ ーターを含むプラスミドpLS−T7を、2つのDNA断片から調製する:1) プラスミドpLSをSmaIとClaIで消化して調製した9.1kBのベクタ ーDNA、および2)プラスミドpLG−T7をSmaIとClaIで消化して 調製した、挿入されたT7プロモーターを含むR5領域を備えたHIV−LTR を含む0.8のDNA断片。第二段階では、プラスミドpLS−lucPPを2 つのDNA断片から調製する:1)プラスミドpLS−T7をNotIで消化し 、生じるベクターをアルカリホスファターゼで処理して調製した9.9kBのベ クターDNA、および2)プラスミドplucPPをNotIで消化して調製し たルシフェラーゼインジケーター遺伝子カセットを含む2.5kBのDNA断片 。ウィルスLTRと反対の転写方向を持つウィルスベクターに挿入されたインジ ケーター遺伝子カセットを含む、pLS−lucPPに対応するクローンを、制 限酵素切断地図を作製して同定する。 プラスミドpCS−lucPPを2つのDNA断片から調製する:1)プラス ミドpLS−lucPPをSmaIとClaIで消化して調製した11.6kB のベクターDNA、および2)プラスミドpCG−T7をSmaIとClaIで 消化して調製した、挿入されたT7プロモーターを有するR5領域に融合された CMV IEプロモーターを含む1.3のDNA断片。 耐性試験ベクター−構築 耐性試験ベクターは次の方法によって調製される:1)pol遺伝子の中ある いは近くに、患者配列アクセプタ部位と称される独自の制限部位を導入すること により、インジケーター遺伝子ウィルスベクター、pLG−lucPP、pCG −lucPP、pLS−lucPPおよびpCS−lucPPを修飾する、2) 感染患者の血清あるいは細胞中に存在するウィルスRNAあるいはDNAから調 製した相補的DNA(cDNA)を用いたPCRにより、HIVプロテアーゼお よび逆転写酵素に対応する患者由来セグメントを増幅する、そして3)増幅され た配列を患者配列アクセプタ部位においてインジケーター遺伝子ウィルスベクタ ー内に正確に挿入する(図2B)。4つのインジケーター遺伝子ウィルスベクタ ーの各々に、部位定方向突然変異生成によって2組の患者配列アクセプタ部位を 導入する。最初の組の患者配列アクセプタ部位は、プロテアーゼコード領域全体 と逆転写酵素コード領域の大部分を含む間隔を定義するHpaI部位とSalI 部位から成り、プラスミドpLG−lucPP−HS、pCG−lucPP−H S、pLS−lucPP−HSおよびpCS−lucPP−HSを生じる。2番 目の組の患者配列アクセプタ部位は、同じ間隔を定義するPvuI部位とBam HI部位から成り、各々プラスミドpLG−lucPP−PB、pCG−luc PP--PB、pLS−lucPP−PBおよびpCS−lucPP−PBを生じ る。--定の患者配列アクセプタ部位と同じ内部制限部位を含む患者由来セグメン トの発現を改善するために、一部の耐性試験では、同じ制限部位間隔を定義する 耐性試験ベクターの同族対(例えばpLG−lucPP−HSとpLG−luc PP--PBから誘導されるもの)を一緒に使用し、その結果いずれかの耐性試験 ベクター単独では過少発現されることになる。 プラスミドpLG−lucPP−HSは、プラスミドpLG−lucPPを鋳 型として用いた部位定方向突然変異生成の3つの連続的段階によって調製される 。最初の2段階は、2つの新しい制限部位を導入することを目的とし、その内の ひとつ(HpaI)は各々のインジケーター遺伝子ウィルスベクターに独自ので あり、もうひとつ(SalI)は既にインジケーター遺伝子ウィルスベクター中 に存在している。第三段階は、各々のベクター中の既存のSa1I部位を欠失し て、導入されたSalI部位を独自のにすることを目的とする。段階1では、次 の配列(5’から3’まで)を含むオリゴヌクレオチド11を用いて、HIVプ ロテアーゼの成熟コード領域のすぐ上流の2243位にHpaIを導入する:1 )HXB2の2249位から2266位に相補的な18ヌクレオチド配列、2) gagタンパク配列をこの位置に変化させずに残し、保存的なアミノ酸変化(P heからValへ)を導入する、6ヌクレオチドHpaI部位、および3)HX B2の2225位から2242位までに相補的な18ヌクレオチド配列。段階2 では、次の配列(5’から3’まで)を含むオリゴヌクレオチド12を用いて、 4190位のHIV逆転写酵素のカルボキシ末端コード領域にSalI部位を導 入する:1)HXB2の4196位から4213位に相補的な18ヌクレオチド 配列、 2)逆転写酵素タンパク配列をこの位置に変化させずに残す6ヌクレオチドSa 1I部位、および3)HXB2の4172位から4189位までに相補的な18 ヌクレオチド配列。段階3では、次の配列(5’から3’まで)を含むオリゴヌ クレオチド13を用いて、HXB2の5785位のvprコード領域内に既存の SalI部位を欠失する:1)HXB2の5791位から5808位に相補的な 18ヌクレオチド配列、2)SalI部位を切断するが、vprタンパク配列を この位置に変化させずに残す6ヌクレオチド配列GCCGAC、3)HXB2の 5767位から5784位までに相補的な18ヌクレオチド配列。 プラスミドpCG−lucPP−HS、pLS−lucPP−HSおよびpC S−lucPP−HSは、pLG−lucPP−HSから次のようにして誘導さ れる。プラスミドpCG−lucPP−HSを2つのDNA断片から調製する: 1)プラスミドpLG−lucPP−HSをSmaIとClaIで消化して調製 した12.9kBのベクターDNA、および2)プラスミドpCG−lucPP をSmaIとClaIで消化して調製した1.3kBのDNA断片。プラスミド pLS−lucPP−HSを2つのDNA断片から調製する:1)プラスミドp LG--lucPP−HSをNdeIとXhoIで消化して調製した11.1kB のベクターDNA、および2)プラスミドpLS−lucPPをNdeIとXh oIで消化して調製した1.3kBのDNA断片。プラスミドpCS−lucP P−HSを2つのDNA断片から調製する:1)プラスミドpLS−lucPP −HSをSmaIとClaIで消化して調製した11.6kBのベクターDNA 、および2)プラスミドpCS−lucPPをSmaIとClaIで消化して調 製した1.3kBのDNA断片。 プラスミドpLG−lucPP−PBは、プラスミドpLG−lucPPを鋳 型として用いて、4つの連続的な段階の部位定方向突然変異生成によって調製さ れる。最初の2段階は2つの新しい制限部位(PvuIとBamHI)を導入す ることを目的とし、その各々は既に各インジケーター遺伝子ウィルスベクター中 に存在している。第三および第四段階は、各々のベクター中の既存のPvuIと BarnHI部位を欠失して、新たに導入された部位を独自のにすることを目的と する。段階1では、次の配列(5’から3’まで)を含むオリゴヌクレオチド1 4を用いて、HIVプロテアーゼの成熟コード領域のすぐ上流の2221位にP vuIを導入する:1)HXB2の2227位から2244位に相補的な18ヌ クレオチド配列、2)gagおよびpol前駆体タンパク配列をこの位置に変化 させずに残す、6ヌクレオチドPvuI部位、および3)HXB2の2203位 から2220位までに相補的な18ヌクレオチド配列。段階2では、次の配列( 5’から3’まで)を含むオリゴヌクレオチド15を用いて、4212位のHI V逆転写酵素のカルボキシ末端コード領域にBamHI部位を導入する:1)H XB2の4218位から4235位に相補的な18ヌクレオチド配列、2)逆転 写酵素タンパク配列をこの位置に変化させずに残す6ヌクレオチドBamHI部 位、および3)HXB2の4194位から4211位までに相補的な18ヌクレ オチド配列。段階3では、次の配列(5’から3’まで)を含むオリゴヌクレオ チド16を用いて、2413位のb−ラクタマーゼコード領域(座標はジーンバ ンク(GenBank)、アクヤス番号X52331参照)内の既存のPvuI 部位を欠失する:1)pBluescrpit KS(+)の2395位から2 412位に相補的な18ヌクレオチド配列、2)PvuI部位を切断するが、b −ラクタマーゼタンパク配列をこの位置に変化させずに残す6ヌクレオチド配列 CAATCG、および3)pBluescript KS(+)の2419位か ら2436位までに相補的な18ヌクレオチド配列。段階4では、次の配列(5 ’から3’まで)を含むオリゴヌクレオチド17を用いて、HXB2の8474 位のHIV revコード領域内の既存のBamHI部位を欠失する:1)HX B2の8480位から8497位に相補的な18ヌクレオチド配列、2)Bam HI部位を切断するが、HIV revタンパク配列をこの位置に変化させずに 残す6ヌクレオチド配列GGATTC、および3)HXB2の8456位から8 473位までに相補的な18ヌクレオチド配列。 プラスミドpCG−lucPP−PB、pLS−lucPP−PBおよびpC S−lucPP−PBは、pLG−lucPP−PBから次のようにして誘導さ れる。プラスミドpCG−lucPP−PBを2つのDNA断片から調製する: 1)プラスミドpLG−lucPP−PBをSmaIとClalで消化して調製 した12.9kBのベクターDNA、および2)プラスミドpCG−lucPP をSmaIとClaIで消化して調製した1.3kBのDNA断片。プラスミド pLS−lucPP−PBを3つのDNA断片から調製する:1)プラスミドp LG−lucPP−PBをNdeIとXhoIで消化して調製した11.1kB のベクターDNA、および2)プラスミドpLS−lucPPをNdeIとHi ndIIIで消化して調製した0.5kBのDNA断片、および3)プラスミド pLG−lucPP−PBをHindIIIとXhoIで消化して調製した0. 8kBのDNA断片。プラスミドpCS−lucPP−PBを2つのDNA断片 から調製する:1)プラスミドpLS−lucPP−PBをSmaIとClaI で消化して調製した11.6kBのベクターDNA、および2)プラスミドpC S−lucPPをSmaIとClaIで消化して調製した1.3kBのDNA断 片。 HIVプロテアーゼおよび逆転写酵素コード領域に対応する患者由来セグメン トを、HIV感染患者の血清から分離したウィルスRNAを用いて、逆転写酵素 −ポリメラーゼ連鎖反応法(RT−PCR)によって増幅する。以下に述べるよ うに2つのRT−PCRプロトコールを使用する、最初の方法(Piatakら (1993)Science 259、1749−1754)では、分離酵素、 モロニーマウス白血病ウィルス逆転写酵素(マリーランド州ベセスダ(Beth esda、MD)のBRL社)およびTaq DNAポリメラーゼ(カナダ、オ ンタリオ州ロッシュ・モレキュラー・ダイアグノスティックス社(RocheM olecular Diagnostics、Ontario、Canada) )を、各々cDNAの調製とPCR反応のために使用する。第二の方法(Mul derら(1994)J.Clin.Microbiol.32、292−30 0)では、単一酵素、Thermus thermophilus(Tth)D NAポリメラーゼを用いてcDNA合成とPCR反応の両方を実施する。オリゴ ヌクレオチド18と19、オリゴヌクレオチド20と21から成る2対のプライ マーを用いて、各々HpaI/SalIとPvuI/BamHI患者アクセプタ 部位を含むインジケーター遺伝子ウィルスベクターに正確に挿入することができ る患者由来セグメントを増幅する。 最初のプライマー対を組込んだ4つの耐性試験ベクターの最初のセットは、次 の2つのDNA試料から構築される:1)HpaIとSalIで消化したプラス ミドpLG−lucPP−HS、pCG−lucPP−HS、pLS−lucP P−HSあるいはpCS−lucPP−HSから調製したベクターDNA、およ び2)HIV−感染個体の血清から分離したウィルスRNAを鋳型として使用し 、オリゴヌクレオチド18と19をプライマーとして使用したRT−PCR、お よびその後のHpaIとSalIによる消化によって調製した2.0kBの増幅 DNA産物。2番目のプライマー対を組込んだ4つの耐性試験ベクターの第二の セットは、次の2つのDNA試料から構築される:1)PvuIとBamHIで 消化したプラスミドpLG−lucPP−PB、pCG−lucPP−PB、p LS−lucPP−PBあるいはpCS−lucPP−PBから調製したベクタ ーDNA、および2)HIV−感染個体の血清から分離したウィルスRNAを鋳 型として使用し、オリゴヌクレオチド18と19をプライマーとして使用したR T−PCR、およびその後のPvuIとBamHIによる消化によって調製した 2.0kBの増幅DNA産物。オリゴヌクレオチド18、19、20および21 は各々HpaI、SalI、PvuIおよびBamHI制限部位を有している。 生じる8つの耐性試験ベクターの各々に対応するプラスミドDNAが、特定患者 の血清中に存在するHIVウィルスの擬似種の代表的サンプルを確実に含むよう にするため、特定耐性試験ベクターの構築において得られる少なくとも100個 の独立した大腸菌形質転換体をプラスミドDNAの調製のために使用する。 患者由来セグメントの発現を改善するため、第三および第四セットの耐性試験 ベクターは、各々オリゴヌクレオチド18、19、20および21の配列に基づ く、オリゴヌクレオチド22、23、24および25と称される部分的変性PC Rプライマープールを用いて調製される。各々のプライマープールは、ロスアラ モスHIV配列データベース(Myersら(1993)Human Retr oviruses and AIDS1993、ニューメキシコ州ロスアラモス 、ロスアラモス・ナショナル・ラボラトリー(Los Alamos Nati onal Laboratory、Los Alamos、NM))に列記され ている種々の患者分離物間で配列変動を示す、親プライマーの3’末端に位置す る18ヌクレオチドポジションの各々に1個以上のヌクレオチド塩基(G、A、 T あるいはC)を含むように合成される。4つの耐性試験ベクターの第三のセット は、オリゴヌクレオチド22と23を用いて調製した増幅患者配列を有する、プ ラスミドpLG−lucPP−HS、pCG−lucPP−HS、pLS−Iu cPP−HSあるいはpCS−lucPP−HSから調製したベクターを用いて 構築される;4つの耐性試験ベクターの第四のセットは、オリゴヌクレオチド2 4と25を用いて調製した増幅患者配列を有する、プラスミドpLG−lucP P−PB、pCG−lucPP−PB、pLS−lucPP−PBあるいはpC S−lucPP−PBから調製したベクターを用いて構築される。オリゴヌクレ オチド22、23、24および25は各々HpaI、SalI、PvuIおよび BamHI制限部位を有している。 宿主細胞−調製パッケージング宿主細胞および耐性試験ベクター宿主細胞 耐性試験ベクターは、ウィルスパッケージングタンパクを発現するパッケージ ング宿主細胞から、耐性試験ベクター宿主細胞を調製するために使用される。パ ッケージングタンパクは、耐性試験ベクター自体に含まれるウィルス遺伝子の発 現によって、パッケージング発現ベクターによって、あるいはその両方によって 提供されうる。パッケージング宿主細胞の一時的あるいは安定なトランスフェク ションを用いてパッケージングタンパクを生成することができる。アンホトロピ ックMLV env遺伝子産物をコードするパッケージング発現ベクターは、ヒ ト標的細胞に効率的に感染することができる耐性試験ベクターウィルス粒子の、 耐性試験ベクター宿主細胞における産生を可能にする。プラスミドpLG−lu cPP−HS、pLG−lucPP−PB、pCG−lucPP−HSおよびp CG−lucPP−PBから誘導される耐性試験ベクターは、envを除くすべ てのHIV遺伝子をコードし、耐性試験ベクター宿主細胞を生成するために使用 される。アンホトロピックMLV 4070A env遺伝子産物をコードする pVL−env4070Aパッケージング発現ベクターは、耐性試験ベクター宿 主細胞における耐性試験ベクターウィルス粒子の産生を可能にする、前述のゲノ ミックベースの耐性試験ベクターと共に使用される。プラスミドpLS−luc PP−HS、pLS−lucPP−PB、pCS−lucPP−HSおよびpC S−lucPP−PBから誘導される耐性試験ベクターは、HIV gag−p ol遺伝子産物だけをコードし、耐性試験ベクター宿主細胞を調製するために使 用される。envを提供するpVL−env4070A、ならびに各々がHIV vif、vpr、tat、rev、vpuおよびnef遺伝子を提供するpLT R−HIV3’あるいはpCMV−HIV3’パッケージング発現ベクターのい ずれかが、耐性試験ベクター宿主細胞における耐性試験ベクターウィルス粒子の 産生を可能にする、前述のサブゲノミックベースの耐性試験ベクターと共に使用 される。 ブラスミドpLTR−HIV3’およびpCMV−HIV3’は、各々ゲノミ ックウィルスベクターpLGとpCGからgag−polコード領域の大部分を 取り除くことによって誘導される。プラスミドpLTR−HIV3’(図3B) は、次の配列(5’から3’まで)を含むオリゴヌクレオチド26と共に、プラ スミドpLGを鋳型として用いる部位定方向突然変異生成によって調製される: 1)pol遺伝子内のHXB2の4712位から4729位までに相補的な18 ヌクレオチド配列、および2)gag遺伝子内のHXB2の925位から942 位に相補的な18ヌクレオチド配列。プラスミドpCMV−HIV3’(図3C )は2つのDNA断片から調製される:1)プラスミドpLTR−HIV3’を SmaIとC1aIで消化して調製した6.8kBのベクター断片、および2) プラスミドpCGをSmaIとClaIで消化して調製した1.3kBのDNA 断片。 プラスミドpVL−env4070A(図3D)は2つのDNA断片から構築 される:1)pVL−2哺乳類発現ベクターをNruIとBglIIで消化して 調製した4.3kBのベクター断片、および2)プラスミドpCRIPamga g−2(DanosとMulligan(1988)Proc.Natl.Ac ad.Sci.85、6460)を鋳型として、またオリゴヌクレオチド27と 28をプライマーとして用いるPCRと、その後のNruIとBglIIによる 消化によって調製したMLV4070A env遺伝子産物(ヌクレオチド37 〜2001、座標はジーンバンク、アクセス番号M33469参照、Ottら (1990)J.Viol.64、757−766)の完全なコード領域を含む 2.0kBのDNA断片。オリゴヌクレオチド27は、独自のNruI部位とそ れに続く哺乳類の翻訳開始に関するコンセンサス配列(例えば、Kozak(1 991)J.Biol.Chem、266、19867−19870)を有する のに対し、オリゴヌクレオチド28は独自のBglII部位を有している。 哺乳類発現ベクターpVL−2は5’から3’方向に次の要素を含む:CMV IEプロモーター/エンハンサー、CMV IE第一エクソンスプライシングド ナー、ヒト(1グロビン第二エクソンスプライシングアクセプタ、クローニング 部位ポリリンカー、SV40 T抗原遺伝子のポリアデニレーション部位、およ びSV40の複製起点。プラスミドpVL−2は次のような4段階で構築される 。第一段階では、クローニング部位ポリリンカーとプラスミドpBluescr ipt II KS(+)のファージT7およびT3プロモーターを、BssH II、NotI、SmaI、HindIII、SphI、SmaI、EcoRI 、NruI、ApaI、BglII、NheI、NotI、XhoI、およびB ssHII制限部位を含むクローニング部位ポリリンカーで置換することによっ てプラスミドpVLを調製する。pVLは2つのDNA断片から構築される:1 )プラスミドpBluescript II KS(+)をBssHIIで切断 し、生じるベクターをアルカリホスファターゼで処理することによって調製した 3.0kBのベクター断片、および2)オーバーラップオリゴヌクレオチド29 と30をアニーリングし、クレノーDNAポリメラーゼで延長し、さらにBss HIIで消化して調製したDNA断片。pBluescript II KS( +)プラスミド地図(ジーンバンクアクセス番号X52327)に関して5’か ら3’の順にHindIIIからXhoI部位までを含むプラスミドを、制限酵 素切断地図分析によって同定する。第二段階では、プラスミドpVLから、CM VIEエンハンサー−プロモーターと第一エクソンスプライシングドナー、およ びヒト(1グロビン第二エクソンスプライシングアクセプタを挿入することによ って中間プラスミドを調製する。この中間プラスミドは3つのDNA断片から調 製される;1)プラスミドpVLをHindIIIとEcoRIで消化すること によって調製した3.0kBのベクター断片、2)HCMV株AD169(Bo s hartら(1985)Cell 41、521−530)からのPstI m −断片を含むプラスミドpCM5027を鋳型とし、オリゴヌクレオチド31と 32をプライマーとして用いるPCRと、その後のHindIIIとSphIに よる消化によって調製した、CMV IEプロモーター−エンハンサーおよび第 一エクソンスプライシングドナー(ヌクレオチド−674から−19、座標はB oshartら(同上)参照)を含む0.9kBのDNA断片、および3)プラ スミドppSVaHP(Treismanら(1983)Proc.Natl. Acad.Sci.80、7428−7432)を鋳型とし、オリゴヌクレオチ ド33と34をプライマーとして用いるPCRと、その後のSphIとEcoR Iによる消化によって調製したヒト(1グロビン第二エクソンスプライシングア クセプタ(ヌクレオチド6808から6916、座標はジーンバンク、アクセス 番号J100153参照)を含む0.1kBのDNA断片。オリゴヌクレオチド 31、32、33および34は、各々の末端にHindIII、SphI、Sp hIおよびEcoRI制限部位を有している。第三段階では、この中間プラスミ ドにSV40 T抗原ポリアデニレーション部位を挿入することによってプラス ミドpVL−1を調製する。プラスミドpVL−1は2つのDNA断片から調製 される:1)中間プラスミドをBgIIIとNheIで切断して調製した4.0 kBのベクター断片、および2)プラスミドpSV2(SouthernとBe rg(1982)J.Mol.Appl.Gen.1、327−341)を鋳型 とし、オリゴヌクレオチド35と36をプライマーとして用いるPCRと、その 後のBglIIとNheIによる消化によって調製したSV40 T抗原ポリア デニレーション部位(SV40のヌクレオチド2770から2533、座標はR eddyら(1978)Science 200、494−502参照)を含む 0.2kBのDNA断片オリゴヌクレオチド35は、各々の末端に独自のBgl IIとNheI制限部位を有している。第四段階では、プラスミドpVL−1に SV40の複製起点を挿入することによってプラスミドpVL−2を調製する。 プラスミドpVL−2は2つのDNA断片から調製される:1)プラスミドpV L−1をNheIとXhoIで消化して調製した4.2kBのベクター断片、お よび2)プラスミドpSV2を鋳型とし、オリゴヌクレオチド37と38をプラ イマ ーとして用いるPCRと、その後のNheIとSalIによる消化によって調製 したSV40の複製起点(SV40のヌクレオチド5725から5578、同上 )を含む0.2kBのDNA断片。オリゴヌクレオチド37と38は、各々の末 端に独自のNheIとSalI制限部位を有している。標的宿主細胞 プラスミドpLG−lucPP−HS、pLG−lucPP−PB、pCG− lucPP−HS、pCG−lucPP−PB、pLS−lucPP−HS、p LS−lucPP−PB、pCS−lucPP−HSあるいはpCS−lucP P−PBから誘導される耐性試験ベクターを用いて実施される耐性試験のために 使用される標的宿主細胞は、ヒト胚腎細胞系統293およびジャーカット白血病 性T細胞系統(マリーランド州ロックビルのアメリカン・タイプ・カルチャー・ コレクション(American Type Culture Collect ion、Rockvill、MD))から調製される。各々の細胞系統は、突然 変異生成体ファージT7 RNAポリメラーゼをコードする発現ベクターで安定 にトランスフェクトされる。この突然変異生成体は、T7 RNAポリメラーゼ のN末端までのフレーム内に融合されたSV40 T抗原の核位置決定シグナル (NLS)を含み、その細胞核内への移送と細胞核内での機能を可能にする(L ieberら(1989)Nucleic Acids Res.17、848 5−8493)。耐性試験ベクター中の非機能性インジケーター遺伝子は、標的 細胞が感染した時に逆転写酵素によって機能性インジケーター遺伝子に変換され る。これはインジケーター遺伝子コード領域に関するT7プロモーターの位置変 更から生じる。修復されたインジケーター遺伝子がHIVインテグラーゼによっ て標的細胞の染色体に組込まれたあと、標的細胞によって発現される核T7 R NAポリメラーゼは、インジケーター遺伝子を機能的に転写することができる。 ヒトや他の哺乳類の細胞および細胞系統において、NLSに連結された突然変 異生成体T7 RNAポリメラーゼの発現を指示するためにはプラスミドpVL −T7RNAP−NLSを用いる。pVL−T7RNAP−NLSは3つのDN A断片から調製される:1)プラスミドpVL−2をEcoRIとBglIIで 消化して調製した4.3kBのベクター断片、2)プラスミドpT7−G1(D engら(1994)Gene 143、245−249)を鋳型とし、オリゴ ヌクレオチド39と40をプライマーとして用いるPCRと、その後のNruI とBglIIによる消化によって調製されるT7 RNAポリメラーゼのアミノ 酸残基34から883(ヌクレオチド267から2817、座標はジーンバンク 、アクセス番号M38308参照、GrachevとPletnev(1984 )Bioorg.Khim.10、824−843)をコードする、2.6kB のDNA断片、および3)オーバーラップオリゴヌクレオチド41と42をアニ ーリングし、クレノーDNAポリメラーゼで延長して、さらにEcoRIとNr uIで消化して調製した、SV40 T抗原の最初の3個のアミノ酸をコードし 、その後に、NLSを含むSV40の大型T抗原のアミノ酸118から133( Lieberら、同上)が続く、合成DNA断片。オリゴヌクレオチド39、4 0、41、42は、各々NruI、BglII、EcoRIおよびNruI制限 部位を有している。 プラスミドpVL−Neoは、同時トランスフェクションによるヒトや他の哺 乳類細胞および細胞系統の安定なトランスフェクタントの確立のための選択的マ ーカーとして用いられる。pVL−Neoはネオマイシンリン酸転移酵素の発現 を指令し、抗生物質G418に耐性を与える。プラスミドpVL−Neoは2つ のDNA断片から調製される:1)プラスミドpVL−2をEcoRIとBgl IIで消化して調製した4.3kBのベクター断片、および2)プラスミドpS V2neo(SouthernとBerg(1982)J.Mol.Appl. Gen.1、327−341)を鋳型とし、オリゴヌクレオチド43と44をプ ライマーとして用いるPCRと、その後のEcoRIとBglIIによる消化に よって調製した完全なNeoコード領域(Tn5トランスポゾン配列のヌクレオ チド1551から2345、座標はジーンバンク、アクセス番号U00004、 Beckら(1982)Gene 19、327−336)を含む0.8kBの DNA断片。オリゴヌクレオチド43は、独自のEcoRI部位とそれに続く哺 乳類の翻訳開始に関するコンセンサス配列を有するのに対し、オリゴヌクレオチ ド44は独自のBglII部位を有する。 pVL−T7RNAPは、リン酸カルシウム共沈殿法(Wiglerら(19 79)Cell 16、777)による293細胞内への安定なトランスフェク ション、ならびに電気穿孔法(irvingら、(1991)cell 64, 89−901)によるジャーカット細胞内への安定なトランスフェクションによ って導入される。293細胞は、1g/Lグルコース、10%ドナー子ウシ血清 (ティシュー・カルチャー・バイオロジックス(Tissue Culture Biologics))を補足したDMEM培地(JRHバイオサイエンシズ (JRH Biosciences))中に保持する。ジャーカット細胞は、1 0%胎仔ウシ血清 (アーヴィン・サイエンティフィック (Irvin Scie ntific))、グルタミン、ペニシリンおよびストレプトマイシンを補足した RPMI 1640培地中に保持する。293細胞とジャーカット細胞について のトンスフェクションカクテルは、各々、10:1から20:1までの質量比で 10μgのpVL−T7RNAPと選択可能なマーカー、pVL−Neoとの混 合物を含む。トランスフェクションの24〜48時間後、抗生物質G418(ニ ューヨーク州グランドアイランドのギブコ社 (GIBCO、Grand Isl and,N.Y.))を含む同じ培地中に細胞を再プレーティングする。G418 に耐性な個々の293細胞クローンを、2週間後に選択プレートから直接採取し 、展開して分析する。G418に耐性な独立したジャーカット細胞クローンを、 薬剤選択の2〜3週間後に限界希釈によって得、展開して分析する。 G418耐性の293およびジャーカット細胞クローンを、ノーザンブロット ハイブリダイゼーション法(Ausubelら(1987)分子生物学における 現在のプロトコール(Current Protocols in Molec ular Biology、Wiley−Interscience))を用い て細胞によって合成した定常状態のT7 RNAポリメラーゼ特異的mRNAの レベルを定量することにより、T7 RNAポリメラーゼの発現レベルに関して スクリーニングする。次に、T7プロモーターがルシフェラーゼ遺伝子の転写を 指令する、プラスミドpEMCLucbgAn(Dengら(1991)Gen e 109、193−201)による一時的なトランスフェクションにおいてT 7 RNAポリメラーゼ特異的転写を支持する能力を測定することにより、T7 RNAポリメラーゼの至適レベルを発現する293およびジャーカット(ジャー カット)細胞クローンを同定する。最も高いレベルのルシフェラーゼ遺伝子発現 を支持する293およびジャーカットクローンをその後の使用のために選択する ;これらを各々293/T7RNAP−NLS細胞およびジャーカット/T7R NAP−NLS細胞と称する。 薬剤感受性および耐性試験 耐性試験は、2種類の宿主細胞あるいは1種類の宿主細胞のいずれかを用いて 、インジケーター遺伝子ウィルスベクターに基づく耐性試験ベクター、pLG− lucPP−HS、pLG−lucPP−PB、pCG−lucPP−HS、p CG−lucPP−PB、pLS−lucPP−HS、pLS−lucPP−P B、pCS−lucPP−HSあるいはpCS−lucPP−PBによって実施 される。最初のタイプの耐性試験では、耐性試験ベクターとパッケージング発現 ベクターでパッケージング宿主細胞をトランスフェクトすることによって調製さ れる最初の宿主細胞(耐性試験ベクター宿主細胞)により、耐性試験ベクターウ ィルス粒子が生成される。次に耐性試験ベクターウィルス粒子を用いて、インジ ケーター遺伝子の発現を測定する第二の宿主細胞(標的宿主細胞)を感染させる 。2番目の種類の耐性試験では、単一の宿主細胞タイプ(耐性試験ベクター宿主 細胞)が両方の目的を果たす:特定培養中のパッケージング宿主細胞の一部がト ランスフェクトされて耐性試験ベクターウィルス粒子を生成し、同じ培養中の宿 主細胞の一部が、そのようにして生成された耐性試験ベクター粒子による感染の 標的となる。単一宿主細胞種を用いる耐性試験は、順序の入れ替わったプロモー ターを持つ非機能性インジケーター遺伝子を含む耐性試験ベクターに関して可能 である:そのようなインジケーター遺伝子は、許容宿主細胞の感染時には効率的 に発現されるが、同じ宿主細胞種のトランスフェクションの際には効率的に発現 されず、従って、評価対象である抗ウィルス薬の効果を測定する機会を提供する 。同様の理由から、2つの細胞種を用いる耐性試験は、2番目の細胞種を最初の 細胞種の上清から得られたウィルス粒子で感染させる代わりとして、2つの細胞 種を同時培養(co−cultivation)することによって実施してもよ い。感受性および耐性試験−2細胞 耐性試験ベクター宿主細胞は、293細胞系統、tsa54またはtsa20 1細胞系統(Heinzelら (1988)J.Virol.62、3738) 、あるいはBOSC 23細胞系統(Pearら(1993)Proc.Nat l.Acad.Sci.90、8392)のいずれかをパッケージング宿主細胞 として用いる、耐性試験ベクターと適当なパッケージング発現ベクターの同時ト ランスフェクションによって調製される。患者由来セグメントをpLG−luc PP−HS、pCG−lucPP−HS、pLG−lucPP−PBおよびpC G−lucPP−PBに挿入することによって構築される耐性試験ベクターを、 パッケージング発現ベクターpVL−env4070Aと同時トランスフェクト し、患者由来セグメントをpCS−lucPP−HS、pCS−lucPP−H S、pLS−lucPP−PBおよびpCS−lucPP−PBに挿入すること によって調製される耐性試験ベクターを、パッケージング発現ベクターpVL− env4070Aと、pLTR−HIV3’またはpCMV−HIV3’のいず れかと同時トランスフェクトする。ジャーカット(ジャーカット)/T7RNA P−NLS細胞を標的宿主細胞とし用いる。 パッケージング宿主細胞を、DMEM培地、1g/Lグルコース、10%ドナ ー子ウシ血清中で増殖させ、3日ごとに1:10希釈で継代接種する。トランス フェクションの48時間前に、10cmプレート当り1×106細胞の割合で細 胞をプレーティングする。各々の耐性試験ベクター5〜10mgと適当なパッケ ージング発現ベクターを用いるリン酸カルシウム共沈殿法によって細胞をトラン スフェクトし、耐性試験ベクター宿主細胞を生成する。逆転写酵素阻害因子、A ZT、ddI、ddC、d4Tおよび3TC、プロテアーゼ阻害因子、サキナビ ール、リトナビールおよびインディナビール、ならびにそれらの組合せを含めた 個々の抗ウィルス薬を、適当な濃度範囲で、それらのトランスフェクションの際 にトランスフェクトされた細胞の個々のプレートに加える。トランスフェクショ ンの24〜48時間後に、標的宿主細胞を、耐性試験ベクター宿主細胞と、ある いは耐性試験ベクター宿主細胞の濾過した上清から得られたウィルス粒子と同時 培養(co−cultivation)することによって感染させる。各々の抗 ウィルス薬あるいはそれらの組合せを感染時に標的宿主細胞に加えて、トランス フェクションの間に存在する単数または複数の特定薬剤の同じ最終濃度を達成す る。 同時培養(co−cultivation)による感染の場合には、24〜4 8時間前にトランスフェクションによって調製した耐性試験ベクター宿主の10 cmプレートから培地を取り出し、0.5〜1.0×106のジャーカット/T 7RNAP×NLS標的細胞を、適当な濃度の抗ウィルス薬を含むジャーカット 細胞培地中でプレートに加える。標的細胞を耐性試験ベクター宿主細胞と共に2 4時間同時培養(co−cultivation)し、その後取り出して、適当 な濃度の抗ウィルス薬を含むジャーカット細胞培地での2回目の同時培養(co −cultivation)のための、新鮮調製した耐性試験ベクター宿主細胞 に加える。24時間後、2回目の同時培養(co−cultivation)か ら標的宿主細胞を分離し、遠心分離によって収集し、氷冷リン酸緩衝生理食塩水 (PBS)で3回洗浄し、ルシフェラーゼ活性について検定する。濾過した上清 による感染については、24〜48時間前にトランスフェクションによって調製 した耐性試験ベクター宿主細胞の10cmプレートから培地を取り出す。採取の 際に0.45mmフィルターを通して培地を濾過し、−70℃で冷凍して、形質 導入の前に解凍する。ジャーカット/T7RNA−℃NLS細胞(0.5〜1. 0×106)をジャーカット細胞培地と濾過した上清の等量混合物5mlに加え 、8mg/mlのポリブレン(ミズーリ州セントルイスのシグマ社(Sigma 、St.Louis、MI)と適当な濃度の抗ウィルス薬を作製する。感染後2 4〜48時間目に、標的宿主細胞を遠心分離によって収集し、氷冷リン酸緩衝生 理食塩水で3回洗浄し、インジケーター遺伝子の発現に関して検定する。同時培 養(co−cultivation)あるいは濾過したウィルス上清によって感 染させた標的宿主細胞を、記述されているように(Ausubelら(1987 )分子生物学における現在のプロトコール、(Current Protoco ls in Molecular Biology、Wiley−Inters cience))ホタルルシフェラーゼ活性に関して検定する。抗ウィルス薬の 不 在下で実施した対照に比べて、単数または複数の特定抗ウィルス薬の存在下で、 耐性試験ベクターウィルス粒子の特定製剤で感染させた標的宿主細胞に関して認 められるルシフェラーゼ活性の低下は、一般にS字状曲線としての抗ウィルス薬 濃度の対数に関連する。この阻害曲線を用いて、耐性試験ベクター中に存在する 患者由来セグメントによってコードされるウィルス標的物質に関して、その薬剤 あるいは薬剤の組合せの見掛け上の阻害濃度(IC)が計算される。感受性および耐性試験−細胞1 耐性試験ベクター宿主細胞は、293/T7RNAP−NLS細胞あるいはジ ャーカット/T7RNAP−NLS細胞をパッケージング宿主細胞として用いる 、耐性試験ベクターと適当なパッケージング発現ベクターの同時トランスフェク ションによって調製される。患者由来セグメントをpLG−lucPP−HS、 pCG−lucPP−HS、pLG−lucPP−PBおよびpCG−lucP P−PBに挿入することによって構築される耐性試験ベクターを、パッケージン グ発現ベクターpVL−env4070Aと同時トランスフェクトし、患者由来 セグメントをpLS−lucPP−HS、pCS−lucPP−HS、pLS− lucPP−PBおよびpCS−lucPP−PBに挿入することによって調製 される耐性試験ベクターを、パッケージング発現ベクターpVL−env407 0Aと、pLTR−HIV3’またはpCMV−HIV3’のいずれかと同時ト ランスフェクトする。 各々の耐性試験ベクター5〜10mgと適当なパッケージング発現ベクターを 用いて細胞をトランスフェクトし、耐性試験ベクター宿主細胞を生成する。29 3/T7RNAP−NLS細胞をリン酸カルシウム共沈殿法によってトランスフ ェクトし、ジャーカット/T7RNAP−NLS細胞を電気穿孔法によってトラ ンスフェクトする。個々の抗ウィルス薬を、適当な濃度範囲で、それらのトラン スフェクションの際にトランスフェクトされた細胞の個々のプレートに加える。 トランスフェクションの24〜72時間後に、遠心分離によって細胞を採集し、 氷冷リン酸緩衝生理食塩水で3回洗浄して、前述したようにホタルルシフェラー ゼ活性について検定する。培養中のトランスフェクトされた細胞はインジケータ ー遺伝子を効率的に発現しないので、培養中の重感染細胞と同様に、培養中のト ンスフェクトされた細胞はインジケーター遺伝子発現についての標的宿主細胞と して用いることができる。抗ウィルス薬の不在下で実施した対照に比べて、単数 または複数の特定抗ウィルス薬の存在下でトランスフェクトした標的宿主細胞に 関して認められるルシフェラーゼ活性の低下は、一般にS字状曲線としての抗ウ ィルス薬濃度の対数に関連する。この阻害曲線を用いて、耐性試験ベクター中に 存在する患者由来セグメントによってコードされるウィルス標的物質に関して、 その薬剤あるいは薬剤の組合せの見掛け上の阻害濃度(IC)が計算される。 実施例2 患者由来セグメントと順序の入れ替わったコード領域を有する非機能性インジケ ータ遺伝子とを含む耐性試験ベクターを使用したHIV薬剤感受性および耐性試 験 インジケータ遺伝子ウィルスベクター−構築 患者配列アクセプタ部位、pLG−lucPC−HS、pLG−lucPC− PB、pCG−lucPC−HSおよびpCG−lucPC−PBを有するゲノ ムインジケータ遺伝子ウィルスベクター並びに、それらから誘導される耐性試験 ベクターは、各々5’から3’方向の以下の要素を含む(図4):1)HIV− LTR U3領域(pLG−lucPC−HSおよびpLG−lucPC−PB )または1番目のCMV IEエンハンサー−プロモーター(pCG−lucP C−HSおよびpCG−lucPC−PB)、2)HIV−LTR RおよびU 5領域、3)HIV gag−pol、vif、vpr、tat、rev、rp u、欠失envおよびnef遺伝子のコード領域、4)欠失env遺伝子に挿入 される、ルシフェラーゼ遺伝子の5’コード領域を含む1番目のインジケータ遺 伝子カセット、5)欠失3’HIV−LTR U3領域に挿入される、ルシフェ ラーゼ遺伝子の3’コード領域を含む2番目のインジケータ遺伝子カセット、お よび6)3’HIV−LTR RおよびU5領域。pLG−lucPC−HSお よびpCG−lucPC−HSは、各々のHXB2の第2243ヌクレオチド および第4190ヌクレオチドに独自のHpaIおよびSalI患者配列アクセ プタ部位を含む;pLG−lucPC−PBおよびpCG−lucPC−PBは 、各々のHXB2の第2221ヌクレオチドおよび第4212ヌクレオチドに独 自のPvuIおよびBamHI患者配列アクセプタ部位を含む(詳細は実施例1 を参照のこと)。1番目のインジケータ遺伝子カセットは以下を含む:1)2番 目のCMVエンハンサー−プロモーター、2)ルシフェラーゼ遺伝子の5’コー ド領域(アミノ酸1から446)、および3)CMV IEスプライスドナー。 2番目のインジケータ遺伝子カセットは以下を含む:1)_−グロビン遺伝子第 2エギソンスプライスアクセプタ、2)ルシフェラーゼ遺伝子の3’コード領域 (アミノ酸447から550)、および3)SV40ポリアデニル化部位。ルシ フェラーゼ5’および3’コード領域の転写方向は互いに同じで、1番目のCM Vエンハンサー−プロモーターおよびウィルスLTRの方向とは反対方向である 。しかしながら、ルシフェラーゼ5’および3’コード領域は耐性試験ベクター 内では順序が入れ替わっているので(すなわち、5’コード領域は3’コード領 域の後続である)、スプライシングされて機能性ルシフェラーゼコード領域を形 成することができるmRNAは転写されない。逆転写および鎖転移後に、ルシフ ェラーゼ3’コード領域が3’LTRから5’LTRまでコピーされ、スプライ シングされて機能性ルシフェラーゼコード領域を形成するmRNAが転写される (図4C)。 患者アクセプタ部位、pLS−lucPC−HS、pLS−lucPC−PB 、pCS−lucPC−HSおよびpCS−lucPC−PBを有するサブゲノ ムインジケータ遺伝子ウィルスベクター、並びにそれらから誘導される耐性試験 ベクターは、各々5’から3’方向の以下の要素を含む(図4B):1)HIV −LTRU3領域(pLS−lucPC−HSおよびpLS−lucPC−PB )または1番目のCMV IEエンハンサー−プロモーター(pCS−lucP C−HSおよびpCS−lucPC−PB)、2)HIV−LTRRおよびU5 領域、3)HIV gag−pol遺伝子からのコード領域、4)ルシフェラー ゼ遺伝子の5’コード領域を含む1番目のインジケータカセット、5)ウィルス パッケージング配列を含むHIV env遺伝子のRRE要素、6)欠失 3’HIV−LTR U3領域に挿入される、ルシフェラーゼ遺伝子の3’コー ド領域を含む2番目のインジケータ遺伝子カセット、および7)3’HIV−L TRRおよびU5。pLS−lucPC−HSおよびpCS−lucPC−HS は、各々のHXB2の2243位および4190位ヌクレオチドに独自のHpa IおよびSalI患者配列アクセプタ部位を含む;pLS−lucPC−PBお よびpCS−lucPC−PBは、各々のHXB2の2221位および4212 位ヌクレオチドに独自のPvuIおよびBamHI患者配列アクセプタ部位を含 む。1番目のインジケータ遺伝子カセットは以下を含む:1)2番目のCMVエ ンハンサー−プロモーター、2)ルシフェラーゼ遺伝子の5’コード領域(アミ ノ酸1から446)、および3)CMV IEスプライスドナー。2番目のイン ジケータ遺伝子カセットは以下を含む:1)(−グロビン遺伝子第2エキソンス プライスアクセプタ、2)ルシフェラーゼ遺伝子の3’コード領域(アミノ酸4 47から550)、および3)SV40ポリアデニル化部位。ルシフェラーゼ5 ’および3’コード領域は耐性試験ベクターでは置換されているので、逆転写お よび鎖転移が生じて未置換ルシフェラーゼ5’および3’コード領域を形成し、 スプライシングされて機能性ルシフェラーゼコード領域を形成することができる mRNAが転写されるはずである(図4C)。 1番目のインジケータ遺伝子カセットを含むプラスミドpVL−luc5’を 3つの段階で調製する。最初の2つの段階では、CMV IEスプライスドナー および(−グロビン遺伝子スプライスアクセプタからなるpVL−1に含有され る人工イントロンに部位定方向突然変異生成を実施し、消化の結果5’および3 ’末端が人工イントロンの開始部位および末端部位と正確に対応するDNA断片 を産生する制限部位を形成する。段階1において、以下の配列(5’から3’) を含むオリゴヌクレオチド45を使用して、pLV−1を用いて部位定方向突然 変異生成を実施する:1)CMV IEスプライスドナーの上流に位置する18 ヌクレオチド配列、2)SnaBI制限部位の最初の半分に対応するTACトリ ヌクレオチド、および3)人工イントロンの始めの18ヌクレオチド配列。イン トロンの最初の3つのヌクレオチドの配列はGTAであるので、得られるプラス ミドpVL−SnaBIは、消化の結果、平滑DNA末端としてイントロン の5’配列を放出するSnaBI制限部位を含む。段階2において、以下の配列 (5’から3’)を含むオリゴヌクレオチド46を使用して、pVL−SnaB Iを用いて部位定方向突然変異生成を実施する:1)人工イントロンの末端部分 の18ヌクレオチド配列、2)PvuII制限部位の最後の半分に対応するCT Gトリヌクレオチド配列、および3)_−グロビンスプライスアクセプタの後続 の18ヌクレオチド配列。イントロンの最後の3つのヌクレオチドの配列はCA Gであるので、得られるプラスミドpVL−SnaBI/PvuIIは、消化の 結果、平滑DNA末端としてイントロンの3’配列を放出するPvuII制限部 位を含む。第三段階において、以下の2つのDNA断片からプラスミドpVL− Luc5’を調製する:1)プラスミドpVL−lucをEcoRVおよびNh elで消化し、得られるベクターをクレノウDNAポリメラーゼおよびアルカリ ホスファターゼで処理することにより調製される5.3kBのベクターDNA、 および2)プラスミドpVL−SnaBI/PvuIIをSnaBIおよびSm alで消化することにより調製されるCMV IEスプライスドナーを含む0. 1kBのDNA断片。ルシフェラーゼコード領域に正しい方向で挿入されるCM V IEスプライスドナーを含むpVL−luc5’に対応するクローンは、制 限マッピングにより同定される。 2番目のインジケータ遺伝子カセットを含むプラスミドpVL−luc3’を 3つの段階で調製する。段階1において、pBS−HXB2の3’LTRがサブ クリーニングされるプラスミドpBS−LTRを以下の2つのDNA断片から調 製する:1)プラスミドpBluescript II KS(+)をXhoI およびXbaIで消化することにより調製される3.0kBのベクターDNA、 および2)pBS−HXB2をXhoIおよびXbaIで消化することにより調 製される3’LTRを含む0.8kBのDNA断片。段階2において、ルシフェ ラーゼの3’コード領域と、その後続のSV40ポリアデニル化部位とを含み、 欠失3’LTRに挿入されるプラスミドpBS−LTR−luc3’を以下の2 つの断片から調製する:1)pBS−LTRをEcoRVで消化し、得られたベ クターをアルカリホスファターゼで処理することにより調製される3.5kBの ベクターDNA、および2)プラスミドpVL−lucをEcoRVおよびNh eIで消化し、次いで得られた断片をクレノウDNAポリメラーゼで処理するこ とにより調製される3’ルシフェラーゼコード領域およびSV40ポリA部位を 含む0.5kBのDNA断片。正しい方向(すなわち、3’LTRの転写方向と 反対方向)に挿入される3’ルシフェラーゼコード領域を有するクローンは制限 マッピングにより同定される。第三段階において、以下の2つのDNA断片から プラスミドpVL−1uc3’を調製する:プラスミドpBS−LTR−luc 3’をEcoRVで消化し、次いで得られたベクターをアルカリホスファターゼ で処理することにより調製される4.0kBのベクターDNA、および2)プラ スミドpVL−SnaBI/PvuIIをPvuIIおよびSmaIで消化する ことにより調製される(−グロビン遺伝子第2エキソンスプライスアクセプタを 含む0.1kBのDNA断片。ルシフェラーゼコード領域に正しい方向で挿入さ れる(−グロビン第2エキソンスプライスアクセプタを含み、pVL−luc3 ’に対応するクローンは制限マッピングにより同定される。 プラスミドpLG−lucPC−HS、pLG−lucPC−PB、pLS− lucPC−HSおよびpLS−lucPC−PBは同じ3つの段階手順により 調製される。段階1において、以下の2つのDNA断片からプラスミドpLG− lucDP−HS、pLG−lucDP−PB、pLS−lucDP−HSおよ びpLS−lucDP−PBを調製する:1)プラスミドpLG−lucPP− HS、pLG−lucPP−PB、pLS−lucPP−HS、pLS−luc PP−PBを各々のSmaIおよびClaIで消化することにより調製されるベ クターDNA、および2)プラスミドpLGをSmaIおよびClaIで消化す ることにより調製される0.8kBのDNA断片。段階2において、以下の2つ のDNA断片からプラスミドpLG−luc5’−HS、pLG−luc5’− PB、pLS−luc5’−HSおよびpLS−luc5’−PBを調製する: 1)プラスミドpLG−lucDP−HS、pLG−lucDP−PB、pLS −lucDP−HSおよびpLS−lucDP−PBを各々の消化し、得られた ベクターをアルカリホスファターゼで処理することにより調製されるベクターD NA、および2)pVL−luc5’をNotIで消化することにより調製され る1番目のインジケータ遺伝子カセットを含む2.5kBのDNA断片。ウィル スLTRsの転写方向と反対の転写方向でウィルスベクターに挿入される1番目 のインジケータ遺伝子カセットを含むクローンは制限マッピングにより同定され る。段階3において、以下の2つのDNA断片からプラスミドpLG−lucP C−HS、pLG−lucPC−PB、pLS−lucPC−HSおよびpLS −lucPC−PBを調製する:1)プラスミドpLG−luc5’−HS、p LG−luc5’−PB、pLS−luc5’−HSおよびpLS−luc5’ −PBを各々のXhoIおよびXbaIで消化することにより調製されるベクタ ーDNA、および2)プラスミドpVL−luc3’をXhoIおよびXbaI で消化することにより調製される2番目のインジケータ遺伝子カセットを含む1 .1kBのDNA断片。 以下の2つのDNA断片からプラスミドpCG−lucPC−HS、pCG− lucPC−PB、pCG−lucPC−HSおよびpCS−lucPC−PB を各々調製する:1)プラスミドpLG−lucPC−HS、pLG−lucP C−PB、pLS−lucPC−HSおよびpLS−lucPC−PBのいずれ かを各々のSmaIおよびClaIで消化することにより調製されるベクターD NA、および2)プラスミドpCGをSmaIおよびClaIで消化することに より調製される1.3kBのDNA断片。 耐性試験ベクター−構築 実施例1に記載した抗ウィルス標的遺伝子を含むHIVゲノムおよびサブゲノ ムウィルスベクターを使用して、順序の入れ替わったコード領域を有する非機能 性インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクターを作成した。 実施例1に記載した手順により、プラスミドpLG−lucPC−HS、pL G−lucPC−PB、pCG−lucPC−HS、pCG−lucPC−PB 、pLS−lucPC−HS、pLSlucPC−PB、pCS−lucPC− HSおよびpCS−lucPC−PBから耐性試験ベクターを調製する(図4B )。オリゴヌクレオチド18および19、並びにオリゴヌクレオチド22および 23を用いて調製され、増幅された患者配列を使用して、プラスミドpLG−l ucPC−HS、pCG−lucPC−HS、pLS−lucPC−HSまたは pC S−lucPC−HSから調製されるベクターを用いて耐性試験ベクターを構築 する。オリゴヌクレオチド20および21、並びにオリゴヌクレオチド24およ び25を用いて調製され、増幅された患者配列を使用して、プラスミドpLG− lucPC−PB、pCG−lucPC−PB、pLS−lucPC−PBまた はpCS−lucPC−PBから調製されるベクターを用いて耐性試験ベクター を構築する。 薬剤感受性および耐性試験 以下のように、実施例1に記載した手順により耐性試験を実施する。プラスミ ドpLG−lucPC−HS、 pLG−lucPC−PB、pCG−lucP C−HSおよびpCG−lucPC−PBから調製される耐性試験ベクターは機 能性HIV env遺伝子を欠失しており、パッケージング発現ベクターpVL −env4070Aと併用して使用される。プラスミドpLS−lucPC−H S、pLS−lucPC−PB、pCS−lucPC−HSおよびpCS−lu cPC−PBから調製される耐性試験ベクターはHIV gag−pol遺伝子 産物のみをコードし、pVL−env4070AおよびpLTR−HIV3’ま たはpCMV−HIV3’パッケージング発現ベクターのいずれかと併用して使 用される。2つの宿主細胞種を使用して実施される耐性試験において、293細 胞系統、tsa54細胞系統、tsa201細胞系統またはBOSC 23細胞 系統をパッケージング宿主細胞として使用し、未改変ジャーカット細胞を標的細 胞として使用する。これらの耐性試験ベクター内に含有される、コード領域の順 序の入れ替わった非機能性インジケータ遺伝子は、パッケージング宿主細胞のト ランスフェクションの結果、効率的に発現されないので、標的宿主細胞の感染は 、パッケージング宿主細胞との共存培養またはパッケージング宿主細胞上清のウ ィルスの使用のいずれかにより実施される。同様の理由で、これらの耐性試験ベ クターを用いて実施される耐性試験は、単一の宿主細胞種を使用してもよい。単 一の宿主細胞種を使用した耐性試験は、293、tsa54、tsa201、B OSC 23またはジャーカット細胞を使用して実施される。 実施例3 患者由来セグメント(類)と逆方向のイントロンを有する非機能性インジケータ 遺伝子とを含む耐性試験ベクターを使用したHIV薬剤感受性試験および耐性試 験 実施例1に記載した抗ウィルス標的遺伝子を含む、HIVゲノムおよびサブゲ ノムウィルスベクターを使用して、逆方向のイントロンを有する非機能性インジ ケータを含む耐性試験ベクターを作成した。 インジケータ遺伝子ウィルスベクター−逆方向のイントロン 患者配列アクセプタ部位、pLG−lucII−HS、pLG−lucII− PB、pCG−lucII−HSおよびpCG−lucII−PBを有するゲノ ムインジケータ遺伝子ウィルスベクター並びに、それらから誘導される耐性試験 ベクターは、各々5’から3’方向の以下の要素を含む(図5):1)HIV− LTR U3領域(pLG−lucII−HSおよびpLG−lucII−PB )または1番目のCMV IEエンハンサー−プロモーター(pCG−lucI I−HSおよびpCG−lucII−PB)、2)HIV−LTR RおよびU 5領域、3)HIV gag−pol、vif、vpr、tat、rev、rp u、欠失envおよびnef遺伝子のコード領域、4)欠失envに挿入される インジケータ遺伝子カセット、5)3’HIV−LTR。pLG−lucII− HSおよびpCG−lucII−HSは、各々のHXB2の2243位ヌクレオ トドおよび4190位ヌクレオチドに独自のHpaIおよびSalI患者配列ア クセプタ部位を含む;pLG−lucII−PBおよびpCG−lucII−P Bは、各々のHXB2の2221位ヌクレオチドおよび4212位ヌクレオチド に独自のPvuIおよびBamHI患者配列アクセプタ部位を含む(詳細は実施 例1を参照のこと)。インジケータ遺伝子カセットは以下を含む:1)2番目の CMVエンハンサー−プロモーター、2)逆方向の人工イントロンにより分断さ れるルシフェラーゼ遺伝子のコード領域、および3)SV40 ポリアデニル化 配列。インジケータ遺伝子カセットの全体の転写方向は、1番目のCMVエン ハンサー−プロモーターおよびウィルスLTRsの転写方向と反対方向であるが 、人工イントロンの方向は後者の要素と同じである。逆方向のイントロンはこの 方向でスプライシングされ得ないないので、2番目のCMVエンハンサー−プロ モーターによりインジケータが転写されても機能性転写物を産生しない、しかし ながら、5’ウィルスLTRまたは1番目のCMV IEエンハンサー−プロモ ーターによりインジケータ遺伝子が転写されると、RNAスプライシングにより 逆方向のイントロンが離脱されるが、得られた転写物はアンチセンス方向である ので、インジケータ遺伝子は依然として機能的に発現されない。この転写物の逆 転写および得られるプロウィルスDNAの組込みにより、逆方向のイントロンは 予め離脱されているので(図5C)、インジケータ遺伝子は2番目のCMVエン ハンサー−プロモーターにより機能的に転写され得る。 患者配列アクセプタ部位、pLS−lucII−HS、pLS−lucII− PB、pCS−lucII−HSおよびpCS−lucII−PBを有するサブ ゲノムインジケータ遺伝子ウィルスベクター、並びにそれらから誘導される耐性 試験ベクターは、各々5’から3’方向の以下の要素を含む(図5B):1)H IV−LTR U3領域(pLS−lucII−HSおよびpLS−lucII −PB)または1番目のCMV IEエンハンサー−プロモーター(pCS−l ucII−HSおよびpCS−lucII−PB)、2)HIV−LT RRお よびU5領域、3)HIV gag−pol遺伝子のコード領域、4)インジケ ータ遺伝子カセット、5)ウィルスパッケージング配列を含むHIV env遺 伝子のRRE要素、6)3’HIV−LTR。pLS−lucII−HSおよび pCS−lucII−HSは、各々のHXB2の2243位および4190位ヌ クレオチドに独自のHpaIおよびSaII患者配列アクセプタ部位を含む;p LS−lucII−PBおよびpCS−lucII−PBは、各々のHXB2の 2221位および4212位ヌクレオチドに独自のPvuIおよびBamHI患 者配列アクセプタ部位を含む。インジケータ遺伝子カセットは以下を含む:1) 2番目のCMVエンハンサー−プロモーター、2)逆方向の人工イントロンによ り分断されるルシフェラーゼ遺伝子のコード領域、および3)SV40ポリアデ ニル化配列。pLG−lucIIおよびpCG−lucIIゲノムウィルスベク ターの場合と同様に、逆方向のイントロンが離脱され、逆転写およびプロウィル スの組込みが生じても(図5C)、pLS−lucIIおよびpCS−lucI Iのインジケータ遺伝子は機能的に転写され得ない。 pVL−SnaBI/PvuIIの人工イントロンが逆方向でルシフェラーゼ コード領域に挿入される、インジケータ遺伝子カセットを含むプラスミドpVL −LucIIは以下の2つのDNA断片から調製される:1)pVL−lucを EcoRVで消化し、得られるベクターをアルカリホスファターゼで処理するこ とにより調製される5.8kBのベクターDNA、および2)pVL−SnaB I/PvuIIをSnaIおよびPvuIIで消化することにより調製される人 工イントロン配列に正確に対応する0.2kBのDNA断片。ルシフェラーゼコ ード領域に逆方向で挿入される人工イントロンを含むpVL−lucIIに対応 するクローンは、制限マッピングにより同定される。 以下の2つのDNA断片からプラスミドpLG−lucII−HS、pLG− lucII−PB、pLS−lucII−HSおよびpLS−lucII−PB を調製する:1)プラスミドpLG−lucDP−HS、pLG−lucDP− PB、pLS−lucDP−HS、pLS−lucDP−PBを各々の消化し、 得られたベクターをアルカリホスファターゼで処理することにより調製されるベ クターDNA、および2)pVL−lucIIをNotIで消化することにより 調製されるルシフェラーゼインジケータ遺伝子カセットを含む3.2kBのDN A断片。ウィルスLTRsの転写方向と反対の転写方向でウィルスベクターに挿 入される正しいplucIIインジケータ遺伝子カセットを含むクローンは、制 限マッピングにより同定され、耐性試験ベクターを調製するために使用される。 以下の2つのDNA断片からプラスミドpCG−lucII−HS、pCG− lucII−PB、pCS−lucII−HSおよびpCS−lucII−PB を各々調製する:1)プラスミドpLG−lucII−HS、pLG−lucI I−PB、pLS−lucII−HSおよびpLS−lucII−PBを各々の SmaIおよびClaIで消化することにより調製されるベクターDNA、およ び2)プラスミドpCGをSmaIおよびClaIで消化することにより調製さ れる1.3kBのDNA断片。 耐性試験ベクター−構築 実施例1に記載した手順により、プラスミドpLG−lucII−HS、pL G−lucII−PB、pCG−lucII−HS、pCG−lucII−PB 、pLS−lucII−HS、pLS−lucII−PB、pCS−lucII −HSおよびpCS−lucII−PBから耐性試験ベクターを調製する(図5 B)。オリゴヌクレオチド18および19、並びにオリゴヌクレオチド22およ び23を用いて調製され、増幅された患者配列を使用して、プラスミドpLG− lucII−HS、pCG−lucII−HS、pLS−lucII−HSまた はpCS−lucII−HSから調製されるベクターを用いて耐性試験ベクター を構築する。オリゴヌクレオチド20および21、並びにオリゴヌクレオチド2 4および25を用いて調製され、増幅された患者配列を使用して、プラスミドp LG−lucII−PB、pCG−lucII−PB、pLS−lucII−P BまたはpCS−lucII−PBから調製されるベクターを用いて耐性試験ベ クターを構築する。 薬剤感受性および耐性試験 以下のように、実施例1に記載した手順により耐性試験を実施する。プラスミ ドpLG−lucII−HS、pLG−lucII−PB、 pCG−lucI I−HSおよびpCG−lucII−PBから調製される耐性試験ベクターは機 能性HIV env遺伝子を欠失しており、パッケージング発現ベクターpVL −env4070Aを併用して使用される。プラスミドpLS−lucII−H S、pLS−lucII−PB、pCS−lucII−HSおよびpCS−lu cII−PBから調製される耐性試験ベクターはHIV gag−pol遺伝子 産物のみをコードし、pVL−env4070AおよびpLTR−HIV3’ま たはpCMV−HIV3’パッケージング発現ベクターのいずれかを併用して使 用される。2つの宿主細胞種を使用して実施される耐性試験において、293細 胞系統、tsa54細胞系統、tsa201細胞系統またはBOSC 23細胞 系統をパッケージング宿主細胞として使用し、未改変ジャーカット細胞を標的細 胞と して使用する。これらの耐性試験ベクター内に含有され、逆方向のイントロンを 有する非機能性インジケータ遺伝子は、パッケージング宿主細胞のトランスフェ クションの結果、効率的に発現されないので、標的宿主細胞の感染は、パッケー ジング宿主細胞との共存培養またはパッケージング宿主細胞上清のウィルスの使 用のいずれかにより実施される。同様の理由で、これらの耐性試験ベクターを用 いで実施される耐性試験は、単一の宿主細胞種を使用してもよい。単一の宿主細 胞種を使用した耐性試験は、293、tsa54、tsa201、BOSC 2 3またはジャーカット細胞を使用して実施される。 実施例4 患者由来セグメント(類)および非機能性インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベ クターを使用した非粒子性HIV薬剤感受性および耐性試験 薬剤感受性および耐性試験 実施例1、2および3に記載したように、順序の入れ替わったプロモーター、 順序の入れ替わったコード領域または逆方向のイントロンのいずれかを有する非 機能性インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクターを使用して、非粒子性耐性試 験を実施する。これらの非粒子性耐性試験は、パッケージング発現ベクターの不 在下で、単一の宿主細胞を各耐性試験ベクターでトランスフェクションすること により実施される。これらの耐性試験ベクター内に含有される非機能性インジケ ータは宿主細胞をトランスフェクションしても効率的に発現されないが、非ウィ ルス粒子性逆転写によって検出可能なインジケータ遺伝子の発現が生ずる。逆転 写および鎖転移によって、順序の入れ替わった非機能性インジケータ遺伝子は置 換されない機能性インジケータ遺伝子に転換する。逆転写は各耐性試験ベクター 内に含有されるpol遺伝子の発現に完全に依存するので、耐性試験ベクター内 に含有される患者由来セグメントによりコードされるpol遺伝子産物を阻害す る能力について、抗ウィルス剤を試験することができる。非粒子性耐性試験は、 実施例1に記載した一般的な手順に以下の改良を加えて実施される:1)耐性試 験ベクターを適当な宿主細胞にトランスフェクションさせる、2)トランスフェ クション直後に、適当な濃度の抗ウィルス剤またはそれらの組み合わせをトラン スフェクションされた宿主細胞の個々の培養物に加える、3)トランスフェクシ ョンの24から72時間後に宿主細胞を採取し、ルシフェラーゼ活性について検 定する。抗ウィルス剤(類)の不在下で実施された対照試験と比較して、所定の 抗ウィルス剤または抗ウィルス剤類の存在下で所定の耐性試験ベクターでトラン スフェクションされた宿主細胞について観察されたルシフェラーゼ活性の低下を 使用して、耐性試験ベクター内に含有される患者由来セグメントによりコードさ れるウィルス標的遺伝子産物に対する、当該薬剤または薬剤の組み合わせの見掛 け上の阻害定数(Ki)を産出する。 耐性試験ベクター−構築 順序の入れ替わったプロモーターを有する非機能性インジケータ遺伝子を含む 耐性試験ベクターを用いる非粒子性耐性試験のために、プラスミドpLG−lu cPP−HS、pLG−lucPP−PB、pCG−lucPP−HS、pCG −lucPP−PB、pLS−lucPP−HS、pLS−lucPP−PB、 pCS−lucPP−HSまたはpCS−lucPP−PBを使用して、実施例 1に記載したように耐性試験ベクターを調製する。各耐性試験ベクターを細胞質 T7 RNAポリメラーゼを発現する宿主細胞(例えば、293/T7RNAP またはジャーカット/T7RNAP細胞)にトランスフェクションさせる。実施 例1に記載するように、ヒトおよび他の哺乳類細胞および細胞系統において細胞 質ファージT7 RNAポリメラーゼを発現させるプラスミドpVL−T7RN APを使用して、293細胞およびジャーカット細胞の安定を得るトランスフェ クションにより、かかる宿主細胞を調製する。以下の2つのDNA断片からpV L−T7RNAPを構築する:1)ほ乳類発現ベクターpVL−2をEcoRI およびBglIIで消化することにより調製される4.3kBのベクター断片、 および2)鋳型としてのプラスミドpT7−G1およびプライマーとしてのオリ ゴヌクレオチド47および40を使用したPCRを実施し、次いでEcoRIお よびBglIIで消化することにより調製されるT7 RNAポリメラーゼ(ヌ クレオチド166から2815、ジーンバンクの寄託番号M38308で与えら れる同等なもの、グラチェフ(Grachev)およびプレツネフ(Pletn ev)(1984) Bioorg.Khim.10,824−843)の全長 のコード領域を含む、2.6kBのDNA断片。オリゴヌクレオチド47は、独 自のEcoRI部位と、その後続の、真核細胞の翻訳開始のためのコンセンサス 配列を組み入れるが(例えば、コザック(Kozak)(1991) ジャーナ ル オブ バイオロジカル ケミストリー(J.Biol. Chem.)22 6,19867−19870)、オリゴヌクレオチド40は独自のBglII部 位を組み入れる。 順序の入れ替わったコード領域または逆方向のイントロンを有する非機能性イ ンジケータを含む耐性試験ベクターを用いる非粒子性耐性試験のために、実施例 1に記載するように、プラスミドpLG−lucPC−HS、pLG−lucP C−PB、pCG−lucPC−HS、pCG−lucPC−PB、pLS−l ucPC−HS、pLS−lucPC−PB、pCS−lucPC−HS、pC S−lucPC−PB、pLG−lucII−HS、pLG−lucII−PB 、pCG−lucII−HS、pCG−lucII−PB、pLS−lucII −HS、pLS−lucII−PB、pCS−lucII−HSまたはpCS− lucII−PBを使用して耐性試験ベクターを調製する。各耐性試験ベクター を293、tsa54、tsa201、BOSC23またはジャーカット細胞に トランスフェクションさせる。 実施例5 患者由来セグメント(類)および機能性インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベク ターを使用したHIV薬剤感受性および耐性試験 インジケータ遺伝子ウィルスベクター−機能性インジケータ遺伝子 患者配列アクセプタ部位、プラスミドpLG−luc−HS−1、pLG−l uc−HS−2、pLG−luc−PB−1、pLG−luc−PB−2、pC G−luc−HS−1、pCG−luc−HS−2、pCG−luc−PB−1 およびpCG−luc−PB−2を有するゲノムインジケータ遺伝子ウィルスベ クター並びに、それらから誘導される耐性試験ベクターは、各々5’から3’方 向の以下の要素を含む(図6):1)HIV−LTR U3領域(pLG−lu c−HS−1、pLG−luc−HS−2、pLG−luc−PB−1およびp LG−luc−PB−2)または1番目のCMV IEエンハンサー−プロモー ター(pCG−luc−HS−1、pCG−luc−HS−2、pCG−luc −PB−1およびpCG−luc−PB−2)、2)HIV−LTR Rおよび U5領域、3)HIV gag−pol、vif、vpr、tat、rev、r pu、欠失envおよびnef遺伝子のコード領域、4)欠失envに挿入され るインジケータ遺伝子カセット、5)3’HIV−LTR。pLG−luc−H S−1、pLG−luc−HS−2、pCG−luc−HS−1およびpCG− luc−HS−2は、各々のHXB2の2243位ヌクレオチドおよび4190 位ヌクレオチドに独自のHpaIおよびSalI患者配列アクセプタ部位を含む ;pLG−luc−PB−1、pLG−luc−PB−2、pCG−luc−P B−1およびpCG−luc−PB−2は、各々のHXB2の2221位ヌクレ オチドおよび4212位ヌクレオチドに独自のPvuIおよびBamHI患者配 列アクセプタ部位を含む(詳細は実施例1を参照のこと)。各プラスミドのイン ジケータ遺伝子カセットは以下を含む:1)2番目のCMVエンハンサー−プロ モーター、2)ルシフェラーゼ遺伝子の5’コード領域、および3)SV40ポ リアデニル化配列。pLG−luc−HS−1、pLG−luc−PB−1、p CG−luc−HS−1およびpCG−luc−PB−1は、ウィルスLTRs または1番目のCMVエンハンサー−プロモーターと反対の転写方向でベクター に挿入されるが(図6B)、pLG−luc−HS−2、pLG−luc−PB −2、pCG−luc−HS−2およびpCG−luc−PB−2のインジケー タ遺伝子カセットは同じ方向でベクターに挿入される(図6C)。 患者配列アクセプタ部位、プラスミドpLS−luc−HS−1、pLS−l uc−HS−2、pLS−luc−PB−1、pLS−luc−PB−2、pC S−luc−HS−1、pCS−luc−HS−2、pCS−luc−PB−1 およびpCS−luc−PB−2を有するサブケノムインジケータ遺伝子ウィル スベクター、並びにそれらから誘導される耐性試験ベクターは、各々5’から 3’方向の以下の要素を含む(図6):1)HIV−LTR U3領域(pLS −luc−HS−1、pLS−luc−HS−2、pLS−luc−PB−1お よびpLS−luc−PB−2)または1番目のCMV IEエンハンサー−プ ロモーター(pCS−luc−HS−1、pCS−luc−HS−2、pCS− luc−PB−1およびpCS−luc−PB−2)、2)HIV−LTR R およびU5領域、3)HI Vgag−pol遺伝子のコード領域、4)インジ ケータ遺伝子カセット、5)ウィルスパッケージング配列を含むHIV env 遺伝子のRRE要素、6)3’HIV−LTR。pLS−luc−HS−1、p LS−luc−HS−2、pCS−luc−HS−1およびpCS−luc−H S−2は、各々のHXB2の2243位および4190位ヌクレオチドに独自の HpaIおよびSalI患者配列アクセプタ部位を含む;pLS−luc−PB −1、pLS−luc−PB−2、pCS−luc−PB−1およびpCS−l uc−PB2は、各々のHXB2の2221位および4212位ヌクレオチドに 独自のPvuIおよびBamHI患者配列アクセプタ部位を含む。各プラスミド のインジケータ遺伝子カセットは以下を含む:1)2番目のCMVエンハンサー −プロモーター、2)ルシフェラーゼ遺伝子の全長のコード領域、および3)S V40ポリアデニル化配列。pLS−luc−HS−1、pLS−luc−PB −1、pCS−luc−HS−1およびpCS−luc−PB−1のインジケー タ遺伝子カセットは、ウィルスLTRsまたは1番目のCMVエンハンサー−プ ロモーターと反対の転写方向でベクターに挿入されるが(図6B)、pLS−l uc−HS−2、pLS−luc−PB−2、pCS−luc−HS−2および pCS−luc−PB−2のインジケータ遺伝子カセットは同じ方向でベクター に挿入される(図6C)。 pLG−luc−HS−1およびpLG−luc−HS−2、pLG−luc −PB−1およびpLG−luc−PB−2、pCG−luc−HS−1および pCG−luc−HS−2、pCG−luc−PB−1およびpCG−luc− PB−2、pLS−luc−HS−1およびpLS−luc−HS−2、pLS −luc−PB−1およびpLS−luc−PB−2、pCS−luc-HS− 1およびpCS−luc−HS−2、pCS−luc−PB−1およびpCS− luc−PB−2を各々以下の2つのDNA断片からプラスミドから調製する: 1)pLG−lucII−HS、pLG−luII−PB、pCG−lucII −HS、pCG−lucII−PB、pLS−luc−HS、pLS−lucI I−PB、pCS−lucII−HSおよびpCS−lucII−PBを各々の NotIで消化し、得られたベクターをアルカリホスファターゼで処理すること により調製されるベクターDNA、および2)pVL−lucをNotIで消化 することにより調製されるルシフェラーゼインジケータ遺伝子カセットを含む3 .0kBのDNA断片。ウィルスLTRsに対して両方の方向の転写方向で所定 のウィルスベクターに挿入されるインジケータ遺伝子カセットを含むクローンは 制限マッピングにより同定される(例えば、pLG−luc−HS−1およびp LG−luc−HS−2)。 耐性試験ベクター−構築方法 実施例1に記載した抗ウィルス標的遺伝子を含むHIVゲノムおよびサブゲノ ムウィルスベクターを使用して、機能性インジケータを含む耐性試験ベクターを 作成した。実施例1に記載する手順により、上記のプラスミド(図6)から耐性 試験ベクターを調製する。オリゴヌクレオチド18および19、並びにオリゴヌ クレオチド22および23を用いて調製され、増幅された患者配列を使用して、 プラスミドpLG−luc−HS−1、pLG−luc−HS−2、pCG−l uc−HS−1、pCG−luc−HS−2、pLS−luc−HS−1、pL S−luc−HS−2、pCS−luc−HS−1またはpCS−luc−HS −1から調製されるベクターを用いて耐性試験ベクターを構築する。オリゴヌク レオチド20および21、並びにオリゴヌクレオチド24および25を用いて調 製され、増幅された患者配列を使用して、プラスミドpLG−luc−PB−1 、pLG−luc−PB−2、pCG−luc−PB−1、pCG−luc−P B−2、pLS−luc−PB−1、pLS−luc−PB−2、pCS−lu c−PB−1またはpCS−luc−PB−1から調製されるベクターを用いて 耐性試験ベクターを構築する。 薬剤感受性および耐性試験 以下のように、実施例1に記載する手順により耐性試験を実施する。プラスミ ドpLG−luc−HS−1、pLG−luc−HS−2、pLG−luc−P B−1、pLG−luc−PB−2、pCG−luc−HS−1、pCG−lu c−HS−2、pCG−luc−PB−1およびpCG−luc−PB−2から 調製される耐性試験ベクターは機能性HIV env遺伝子を欠失しており、パ ッケージング発現ベクターpVL−env4070Aと併用して使用される。プ ラスミドpLS−luc−HS−1、pLS−luc−HS−2、pLS−lu c−PB−1、pLS−luc−PB−2、pCS−luc−HS−1、pCS −luc−HS−2、pCS−luc−PB−1およびpCS−luc−PB− 2から調製される耐性試験べクターはHIV gag−pol遺伝子産物のみを コードし、pVL−env4070AおよびpLTR−HIV3’またはpCM V−HIV3’パッケージング発現ベクターのいずれかと併用して使用される。 293細胞系統、tsa54細胞系統、tsa201細胞系統またはBOSC2 3細胞系統をパッケージング宿主細胞として使用し、未改変ジャーカット細胞を 標的細胞として使用して、2つの宿主細胞種を用いて耐性試験を実施する。機能 性インジケータ遺伝子を含むこれらの耐性試験ベクターまたは他の耐性試験ベク ターによる標的細胞の感染は、実施例1に記載するように、耐性試験ベクターイ ンジケータ宿主細胞から得られる濾過後の上清の耐性試験ベクターウィルス粒子 による感染手順を使用して実施される。順序の入れ替わったプロモーターまたは 逆方向のイントロンを有する非機能性インジケータ遺伝子ウィルスベクターを含 む耐性試験ベクターとは異なり、機能性インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベク ターは、一般にトランスフェクションされたパッケージング宿主細胞中でインジ ケータ遺伝子を発現することができる。感染後の標的宿主細胞とトランスフェク ション後のパッケージング宿主細胞との間のインジケータ遺伝子の発現を識別す ることは困難と思われるので、従って共存培養手順および単一の細胞種を使用す る耐性試験のどちらも、機能性インジケータ遺伝子を有する耐性試験ベクターを 使用する標的細胞の感染に容易には適合させられない。 本明細書に引用される全ての論文および特許出願は、各個々の論文または特許 出願が特別且つ独立に参照として組み入れられることが必要であるように、完全 な形の参照としてここに組み入れられる。 本発明が関係する当業者にあきらかなように、本発明の精神または本質的な特 徴から逸脱することなく、例えば他のウィルスの薬剤感受性および耐性試験を実 施するために、特に上記に開示したものとは異なる形態で本発明を実施してもよ い。従って、上記の本発明の個々の実施態様は例示的なものであると考えられる べきで、限定的なものと考えられるべきではない。本発明の範囲は上記の記載に 含まれる実施例に限定されるのではなく、添付の請求の範囲内に記載されている ものである。 実施例6 患者由来セグメント(類)および機能性インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベク ターを使用したHIV薬剤感受性および耐性試験 薬剤感受性および耐性試験 2つの宿主細胞種を使用して、共に実施例5に記載するpCG−luc−2と 同様のインジケータ遺伝子ウィルスベクターpCG−CXCN(F−lucP) 2およびpCG−CXAT(F−lucP)2に基づいた耐性試験ベクターを用 いで耐性試験を実施する。pCG−CXCN(F−lucP)2の場合には、イ ンジケータ遺伝子カセットはイントロンA(上記のCMV/α−グロビンイント ロン)を欠損し、ポリアデニル化シグナルを含有せず、後続の3’U5配列がこ の構築物中では削除されたという点で、インジケータ遺伝子ウィルスを改変した 。後続のU5はSV40ポリAシグナルおよび複製起点領域と順序が入れ替わっ た。インジケータ遺伝子カセットはCMVエンハンサー−プロモーターおよびT Kポリアデニル化シグナル領域の後続に人工イントロンを含むという点で、イン ジケータ遺伝子ウィルスベクターpCG−CXAT(F−lucP)2はpCG −CXCN(F−lucP)2と異なっていた。パッケージング宿主細胞に耐性 試験ベクターおよびパッケージング発現ベクターをトランスフェクションするこ とに より調製された1番目の宿主細胞(耐性試験ベクター宿主細胞)により、耐性試 験ベクターウィルス粒子を作成した。次いで、耐性試験ベクターウィルス粒子を 使用して、インジケータ遺伝子の発現を測定する2番目の宿主細胞(標的宿主細 胞)を感染させた。AZT薬剤感受性/耐性試験 機能性ルシフェラーゼ遺伝子カセットを含む耐性試験ベクターpCG−luc −2を構築し、耐性試験ベクターDNAで宿主細胞をトランスフェクションした 。耐性試験ベクターは、ヌクレオシド逆転写酵素阻害剤AZT(シグマ(Sig ma)社)に感受性または耐性を示す「試験用」患者由来逆転写酵素配列を含む 。耐性試験ベクターDNAを宿主細胞にトランスフェクションさせることにより 作成される耐性試験ベクターウィルス粒子を使用して、AZTの不在下またはA ZTの漸増下(約0.0001μMから1000pM)のいずれかで増殖させた 標的宿主細胞を感染させた。薬剤の存在下において感染標的宿主細胞中に産生さ れるルシフェラーゼ活性の量を、薬剤不在下において感染標的宿主細胞中に産生 されるルシフェラーゼの量と比較した。薬剤耐性を、薬剤不在下で検出されるル シフェラーゼ活性を50%阻害するために必要な薬剤の量として測定した(50 %阻害濃度、IC50)。薬剤阻害パーセントを薬剤濃度の対数値に対して作図す ることにより、IC50を測定した。 宿主細胞(293)を直径10cmの培養皿に播種し、2,3日間の平板培養 後に耐性試験ベクタープラスミドDNAおよびエンベロープ発現ベクターpCX AS(4070A−env)をトランスフェクションした。リン酸カルシウム沈 殿手法を使用してトランスフェクションを実施した。トランスフェクションから 1から24時間後に、DNA沈殿物を含む細胞培養培地を新鮮な培地と交換した 。トランスフェクションから1から4日後に耐性試験ベクターウィルス粒子を含 む細胞培養培地を採取し、0.45−mmフィルターを通過させてから−80℃ にて保存した。製造業者(エスアイエーシー(SIAC)社、メリーランド州フ レデリック)が記載するようなEIA法により、採取した細胞培養培地中のHI Vカプシドタンパク質(p24)量を測定した。感染の6から48時間前に、A Z Tを含まない細胞培養培地中または100μMから0.00005μMまで連続 2倍希釈したAZTを含む細胞培養培地中で標的細胞(293および293/T )を平板培養した。感染中はAZT濃度を維持した。標的宿主細胞にトランスフ ェクションされた耐性試験ベクター宿主細胞上清90μlを接種した。見掛け上 、トランスフェクション(DNAを含まない)またはエンベロープ発現プラスミ ドDNA(pCXAS(4070A−env))を含まない耐性試験ベクタープ ラスミドを含むトランスフェクションの細胞培養培地を使用して対照感染を実施 した。接種の1から24時間後に、新鮮な培地を各ウェルに添加した。12から 36時間後に、培地を新鮮な培地と全て交換した。感染より1から3日以上経過 してから、培地を除去し、細胞溶解緩衝液(プロメガ(Promega)社)を 各ウェルに添加した。細胞溶解物を溶解緩衝液で100倍希釈し、ルシフェラー ゼ活性について希釈した各細胞溶解物を検定した(図7A)。以下の等式を使用 してAZTの阻害効果を測定した: ルシフェラーゼ阻害% = 1 − (RLUluc[AZT]÷ RLUlu c) (式中、RLUluc[AZT]はAZT存在下における感染細胞のルシフェラ ーゼ活性の相対光学単位であり、RLUlucはAZT不在下における感染細胞 のルシフェラーゼ活性の相対光学単位である)。ルシフェラーゼ活性の阻害パー セントを薬剤濃度の対数値に対して作図することによるデータから作成されたS 字状曲線からIC50値を得た。AZTの阻害曲線を(図7B)に示す。ネビラピン(Nevirapine)薬剤感受性/耐性試験 インジケータ遺伝子ウィルスベクターpCG−CXCN(F−lucP)2に 基づいた耐性試験ベクターは、ヌクレオシド逆転写酵素阻害剤ネビラピン((B I−RG−587、ベーリンガー インゲルハイム(Boehringer I ngleheim)社)に感受性を示す生物学的活性なプロウィルスクローンp NL4−3から誘導される逆転写酵素配列を含む。宿主パッケージング細胞のト ランスフェクションおよび宿主標的細胞の感染は、上記のAZT薬剤感受性/耐 性試験について記載したように実施した。0.0001μMから100pMの濃 度範囲のネビラピンを使用して、ネビラピン感受性/耐性を評価した。AZTに ついて上記し、図7Cに示すように、ネビラピンの阻害曲線を測定した。インディナビア(Indinavir)薬剤感受性/耐性試験 インジケータ遺伝子ウィルスベクターpCG−CXCN(F−lucP)2に 基づいた耐性試験ベクターは、プロテアーゼ阻害剤インディナビア(MK−63 9、メルク(Merk)社)に感受性を示す生物学的活性なプロウィルスクロー ンpNL4−3から誘導されるプロテアーゼ配列を含む。宿主パッケージング細 胞のトランスフェクションおよび宿主標的細胞の感染は、プロテアーゼ阻害剤イ ンディナビアがトランスフェクションされたパッケージング宿主細胞培養物並び に感染させた標的宿主細胞培養物中に含有された以外は、上記のようにAZT薬 剤感受性/耐性試験について記載したように実施した。1.5pMから3μMの 濃度範囲のインディナビアを使用して、インディナビア感受性/耐性を評価した 。AZTについて上記し、図7Dに示すように、インディナビアの阻害曲線を測 定した。 実施例7 患者由来セグメント(類)および逆方向のイントロンを含む非機能性インジケー タ遺伝子を含む耐性試験ベクターを使用した肝炎薬剤感受性および耐性試験 インジケータ遺伝子ベクター−構築 抗ウィルス薬剤の標的(類)であるウィルス遺伝子を含むHBVサブゲノムウ ィルスベクターを使用して、逆方向のイントロンを有する非機能性インジケータ 遺伝子を含むインジケータ遺伝子ウィルスベクターを作成した。インジケータウ ィルスベクターpCS−HBV(NF−IG)II−(PSAS−)はサブゲノ ムウィルスベクターpCS−HBVに基づいている。インジケータ遺伝子ウィル スベクターは、逆方向のイントロンを含む非機能性インジケータ遺伝子カセット およびHBV DNAの複製に必要なシス作用性調節要素の全てを含むが(すな わち、(DRL1、5’εDR2、DR1*、3’pA)、HBV DNAの複 製およびウィルス粒子形成に必要なトランス−作用型の構造機能および酵素機能 を提供するHBV遺伝子配列(すなわち、C、P、S、X遺伝子)を欠損してい る(図8B)。C、P、SおよびX遺伝子並びに患者配列アクセプタ部位はパッ ケージングベクターpPK−CPX(以下の図8D)およびpPK−S(以下の 図8E)内に含有される。本実施態様において、インジケータ遺伝子ウィルスベ クターpCS−HBV(NF−IG)II−(PSAS−)およびパッケージン グベクターpPK−CPXは、耐性試験ベクター系を構成する。非機能性インジ ケータ遺伝子ウィルスベクターpCS−HBV(NF−IG)II−(PSAS −)は、5’から3’方向の以下の要素を含む:(1)CMV IEエンハンサ ーブロモーター領域、(2)HBVゲノムおよびDR1の5’領域並びに被包形 成シグナル領域(ε)の5’コピー(プレ−CORF翻訳開始コドンは削除され る)、(3)インジケータ遺伝子ORFが逆方向のイントロンを含む非機能性イ ンジケータ遺伝子、および(4)DR2、DR1*、3’εおよび3’HBVポ リアデニル化(pA)シグナル領域を含むHBVゲノム領域。非機能性インジケ ータ遺伝子発現カセットは、5’から3’方向に配列された以下の要素の一部ま たは全てを含む:(1)転写エンハンサー−プロモーター領域、(2)イントロ ン、(3)逆方向のイントロンを含むインジケータ遺伝子、(4)転写ポリアデ ニル化シグナル配列(例えば、SV40)、(HSV−1チミジンキナーゼ遺伝 子)。インジケータ遺伝子発現カセットは、転写方向がHBV配列要素と反対で ある(図8B)。しかしながら、インジケータ遺伝子ORF内のイントロンは、 転写方向がHBV配列要素と同じである。 2番目の実施態様において、非機能性インジケータ遺伝子ウィルスベクターp CS−HBV(NF−IG)II(PSAS+)は、逆方向のイントロンを含む 非機能性インジケータ遺伝子カセット、HBV DNAの複製に必要なシス作用 性調節要素の全ておよびHBV DNAの複製およびウィルスの粒子形成に必要 なトランス−作用型構造機能および酵素機能を提供するHBV遺伝子配列(すな わち、C、P、S、X遺伝子)の一部または全てを含む(図8F)。インジケー タ遺伝子ウィルスベクターpCS−HBV(NF−IG)II(PSAS+)由 来の耐性試験ベクターは、患者配列アクセプタ部位(PSAS)およびパッケー ジングベクターpPK−CSXと併用して使用される(図8H)。本実施態様に おいて、インジケータ遺伝子ウィルスベクターはまた、Pなどのパッケージング 機能の一部または全部を提供する。インジケータ遺伝子ウィルスベクターにより 提供されないが、HBV DNAの複製およびウィルス粒子形成に必要である構 造活性および酵素活性は、追加のパッケージングベクター(類)pPK−CSK を使用して提供される(以下の図8H)。本実施態様において、非機能性インジ ケータ遺伝子ウィルスベクターpCS−HBV(NF−IG)II(PSAS+ )は5’から3’の方向の以下の要素を含む:(1)CMV IEエンハンサー −プロモーター領域、(2)HBVゲノムの5’領域並びにDR1および5’ε プレ−C ORF翻訳開始コドンは排除される)、(3)C、P、SおよびX 遺伝子並びに患者由来P遺伝子セグメントを含んでもよいHBVゲノム領域内に 配置され、逆方向のイントロンを含むインジケータ遺伝子カセット、(4)DR 2、DR1*、3’εおよび3’ε HBV pAシグナル領域を含むHBVゲ ノム領域。非機能性インジケータ遺伝子ウィルスベクターpCS−HBV(NF −IG)II(PSAS+)内では、インジケータ遺伝子発現カセットは、転写 方向がHBV配列要素と反対方向である(図8F)。しかしながら、インジケー タ遺伝子ORF内のイントロンは、転写方向がHBV配列要素と同じである。 トランスフェクションした細胞において、パッケージングベクター(図8D、 8Eおよび8H)は、HBV DNAの複製およびウィルス粒子形成に必要であ るが、耐性試験ベクターおよびインジケータ遺伝子ウィルスベクターにより提供 されない構造機能および酵素機能をトランス型で提供する。pCS−HBV(N F−IG)II(PSAS−)などのインジケータ遺伝子ウィルスベクターがp PK−CPXなどのパッケージングベクターと共存トランスフェクションされる 実施態様において、これらのベクターの組み合わせが耐性試験ベクター系を構成 し、患者由来のP遺伝子セグメントを挿入するための患者配列アクセプタ部位を 含むのはパッケージングベクターである(上記)。パッケージングベクターpP K−CPXは5’から3’方向の以下の要素を含む:(1)CMV IEエンハ ンサー−プロモーター領域、(2)C ORF翻訳開始コドンから3’pAシグ ナルに及び、C、P、SおよびX遺伝子を含むHBVゲノム領域。パッケージン グベクターのC遺伝子は、プレ−C ORF配列を含まない、および/または発 現しないように、またSタンパク質を発現しないように改変される(上記)。 HBVにおいて、Cおよび/またはPタンパク質をコードするRNAがシス型 で優先的にパッケージングされ、結果としてCおよびPタンパク質をコードしな い非機能性インジケータ遺伝子または非機能性インジケータ遺伝子ウィルスベク ターRNAを含む耐性試験ベクターの効率的なパッケージングを妨害するであろ う。パッケージングベクターから産生されるRNAの被包化を防止し、耐性試験 ベクターまたは非機能性インジケータ遺伝子ウィルスベクターRNAの被包化効 率を改良するには2つの段階が取られる。第1に、パッケージングベクターによ り産生されるRNAは5’被包化シグナル領域(ε)を含まない(図8D、8E および8H)。第2に、C遺伝子および/またはP遺伝子パッケージング機能が 耐性試験ベクターまたは非機能性インジケータ遺伝子ウィルスベクターにより提 供される場合には、Cおよび/またはP遺伝子産物を発現しない、pPK−Sま たはpPK−CSKなどのパッケージングベクターが使用される(図8Eおよび 8H)。 耐性試験ベクター−構築 1)患者配列アクセプタ部位(PSAS)と呼ばれる独自の制限部位をP遺伝 子領域に導入することにより、インジケータ遺伝子ウィルスベクターpCS−H BV(NF−IG)II(PSAS−)を改変し、2)感染患者の血清または細 胞に含有されるウィルスDNAを増幅することにより、例えば逆転写酵素または DNAポリメラーゼのようなHBV薬剤の標的に相当する患者由来セグメントを 増幅することにより、および3)増幅した配列を患者配列アクセプタ部位のイン ジケータ遺伝子ウィルスベクターに正確に挿入することにより、耐性試験ベクタ ーを調製する(図8F)。別の方法として、1)患者配列アクセプタ部位をP遺 伝子に導入することにより、パッケージングベクターpPK−CPXを改変し、 2)感染患者の血清または細胞中に含有されるウィルスDNAを使用して増幅す ることにより、例えば逆転写酵素またはDNAポリメラーゼのようなHBV薬剤 の標的に相当する患者由来のセグメントを増幅することにより、および3)増幅 した配列を患者配列アクセプタ部位のパッケージングベクターに正確に挿入する ことにより、耐性試験ベクター系を調製する(図8D)。一実施態様において、 5’PSASはPタンパク質のスペーサーとRTドメインの境界付近に位置し( Sタンパク質翻訳開始部位のすぐ下流)、3’PSASはPタンパク質のRNa se HドメインのC末端付近に位置する。患者由来のP遺伝子セグメントを患 者配列アクセプタ部位に挿入することにより、TPおよびスペーサードメインは ベクターP遺伝子配列によりコードされるが、逆転写酵素/ポリメラーゼおよび RNase Hドメインは患者由来セグメントによりコードされる、キメラP遺 伝子配列が形成される(図8Dおよび8E)。 HBVにおいて、全S遺伝子ORFはP遺伝子ORFと重なるが、異なる読み 枠を使用して発現される(ナーザル エム(Nassal,M.)およびシャラ ー エッチ(Schaller,H.)(1993)トレンド イン マイクロ バイオロジー(Trends in Microbiology)1,221〜 222)。このように、患者から得られるHBV P遺伝子配列(逆転写酵素お よびRNase Hドメイン)も、対応する患者S遺伝子配列を含む。3つのS 遺伝子ORF(プレ−S1、プレ−S2およびS)翻訳開始部位を排除し、およ び/または枠内の停止コドンをpCS−HBV(NF−IG)II−(PSAS +)またはpPK−CPKベクター内に導入することにより、重なっているS遺 伝子ORFの患者由来のS遺伝子領域の発現は防止される(図8Fおよび8D) 。S遺伝子発現は、十分に特徴付けられているS遺伝子産物を提供するセパレー トパッケージングベクターを使用して、トランス型で提供される(図8Eおよび 8H)。S遺伝子の発現を排除する改変は、P遺伝子の末端タンパク質(TP) またはスペーサードメインによりコードされる重なったアミノ酸配列に変更を加 えることなく実施される。 薬剤感受性および耐性試験 1種の宿主細胞または2種の宿主のいずれかを使用して、インジケータ遺伝子 ウィルスベクターpCS−HBV(NF−IG)II−(PSAS+)に基づい た耐性試験ベクターまたはインジケータ遺伝子ウィルスベクターpCS−HBV (NF−IG)II−(PSAS−)およびパッケージングベクターpPK−C PXに基づいた耐性試験ベクター系を用いて、薬剤感受性および耐性試験を実施 する。pCS−HBV(NF−IG)II−(PSAS+)などの耐性試験ベク ターおよびパッケージングベクターpPK−CPXによる、またはpCS−HB V(NF−IG)II−(PSAS−)などのインジケータ遺伝子ウィルスベク ターおよびpPK−CPXなどのパッケージングベクターを含む患者由来セグメ ント(すなわち、耐性試験ベクター系)によるパッケージング宿主細胞の共存ト ランスフェクションは、逆方向のイントロンのスプライシングの結果として、機 能性インジケータ遺伝子を含む被包化インジケータ遺伝子「プレゲノム」RNA を含むHBVウィルス粒子を産生する(図8Bおよび8C)。 抗ウィルス薬剤の不在下または抗HBV薬剤(例えば、HBV Pタンパク質 逆転写酵素またはポリメラーゼ阻害剤)の漸増濃度下のいずれかにおいて維持さ れた一連のパッケージング宿主細胞培養物について反復トランスフェクションを 実施する。抗HBV薬剤の存在下または不在下においてパッケージング宿主細胞 を2,3日間まで維持した後、宿主パッケージング細胞溶解物中または宿主パッ ケージング細胞培養培地を採取することにより得られる単離HBV粒子中のいず れかにおいて直接薬剤感受性または耐性の程度を評価することができる。別の方 法を使用して、細胞溶解物および単離HBV粒子中の薬剤感受性および耐性を評 価することができる。 一細胞検定法と呼ばれる一実施態様において、抗ウィルス薬剤の存在下または 不在下において、トランスフェクションしたパッケージング宿主細胞中の、例え ばルシフェラーゼ活性のようなインジケータ遺伝子の発現を測定することにより 薬剤感受性または耐性を評価する。所定の抗ウィルス薬剤または薬剤の組み合わ せの存在下においてトランスフェクションした細胞について観察されたルシフェ ラーゼ活性の低下を抗ウィルス薬剤(類)の不在下における対照試験と比較した ものは、一般にS字状曲線として抗ウィルス薬剤の濃度の対数値と相関する。 二細胞検定法と呼ばれる2番目の実施態様において、HBV粒子またはHBV 粒子DNAで各々の感染またはトランスフェクションを行った後、標的宿主細胞 中の、例えばルシフェラーゼ活性のようなインジケータ遺伝子の発現を測定する ことにより、薬剤感受性または耐性を評価する。パッケージング宿主細胞から得 られるHBVウィルス粒子を使用して、標的宿主細胞を感染させ、またはこれら の粒子のDNAを使用して標的宿主細胞をトランスフェクションさせる。感染ま たはトランスフェクション時に、適当な濃度の抗ウィルス薬剤を細胞培養物に加 える。感染またはトランスフェクションから2,3日までに、標的宿主細胞を溶 解し、インジケータ遺伝子の発現を測定する。例えば、HBV Pタンパク質の 逆転写酵素(−鎖DNA)またはDNAポリメラーゼ(+鎖DNA)活性のいず れかを阻害することにより、HBVの複製を阻害する薬剤の存在下においてトラ ンスフェクションまたは感染させた細胞について、インジケータ遺伝子の発現の 低下を、薬剤の不在下において実施される対照試験と比較して観察する。 DNA構造指標検定法と呼ばれる第3の実施態様において、トランスフェクシ ョンされたパッケージング宿主細胞内、またはパッケージング宿主細胞により産 生されるウィルス粒子内に生じたHBV DNA複製程度を測定することにより 、薬剤感受性または耐性を評価する。トランスフェクションされた宿主細胞にお いて、HBVサブゲノムウィルスベクターが転写され、RNA転写物が「プレゲ ノム」RNAとしてパッケージングされる。ウィルス成熟中に、プレゲノムRN Aは、全長のマイナス鎖と部分的なプラス鎖DNAコピーからなる弛緩した環状 のゲノムDNA(rc−DNA)に変換される。その後の段階において、rc− DNAは、共有結合による閉環状DNA(cccDNA)に変換される。HBV DNAの複製を測定するために、プレゲノムRNAをスプライシングし、このス プライシングされたRNAをrc−DNAおよびcccDNA形態に変換させる ことにより形成されるHBV DNA構造を増幅するための増幅プライマーが作 成される。 HBV粒子内で正しい増幅標的構造が形成されるには、HBV DNAの複製 が失敗することなく完了することにより、rc−DNAおよびcccDNAが形 成される必要がある。HBV DNAの複製(逆転写およびDNAポリメラーゼ 活性)を阻害する抗ウィルス薬剤はDNAの標的配列の形成を制限し、これによ り多数の定量的な増幅検定法を使用して増幅されたDNA産物の低下として測定 され得る。一実施例において(図10B)、HBV配列と同じ転写方向でインジ ケータ遺伝子ORFに挿入されるイントロン配列により、逆プライマー(Pr) の結合部位は2つの成分に分離される。前進プライマー(Pf)のプライマー結 合部位は、DR2およびDR1*配列により配置されるウィルスベクター領域内 に位置づけられる。直線HBVベターにおいて、PfおよびPrプライマーは反 対方向のDNA合成をさせ、互いに対して外向きに向けられる。この場合には、 Prプライマーは上流方向にDNA合成をさせ((ε)の5’コピー方向、Pf プライマーは下流方向にDNA合成をさせる(3’(ε)方向。このような配列 のプライマーおよび鋳型は直線インジケータ遺伝子ウィルスベクター内に機能的 増幅単位を構成しない。さらに、Pr結合部位はスプライシングされていない直 線ベクター内では全長ではなく、従ってPrは標的DNAにアニーリングされな い。一方、PfおよびPrプライマーは、成熟したビリオンに見られる弛緩した 環状のHBV DNA中で互いに対して内側方向をとり、RNAプレゲノムのス プライシングは全長のPrプライマー結合部位を作成している。両プライマーは 、ここではrc−DNAのプラス鎖コピー内およびcccDNAのプラスまたは マイナス鎖内で、DR1の1本鎖コピーに向かってDNA合成をさせる。このよ うな配列のプライマーおよび鋳型は機能性増幅単位を構成する(図10C)。 DNA配列インジケータ検定法の別の実施態様において(図9D)、増幅させ たDNAの産生ではなく、増幅酵素の5’エキソヌクレアーゼ活性(例えば、T aqポリメラーゼ)を測定する(シー ヘイド(C.Heid)ら、1996年 。ゲノム リザーチ(Genome Research)6:986〜994) 。PfおよびPr結合部位により配置される増幅後のDNA鋳型領域に結合する ことができる蛍光標識オリゴヌクレオチドプローブの核溶解切断をモニタリング することにより、5’エキソヌクレアーゼ活性を測定する。この検定法の実施は 、上流プライマー(Pf)の3’端とオリゴヌクレオチドプローブの5’端との 近接性に依存する。Prプライマーが延在されるとき、ポリメラーゼの5’エキ ソヌクレアーゼ活性がオリゴヌクレオチドプローブ切断するように、オリゴヌク レ オチドプローブの5’端と置き換わる。イントロンの目的は、スプライシングさ れていない標的鋳型のプローブオリゴヌクレオチドの検出可能なエキソヌクレア ーゼ消化を本質的に排除するために、Pf結合部位をエキソヌクレアーゼプロー ブ配列の5’端から十分に距離をおいて配置させることである。スプライシング によるイントロンの除去は、プローブの5’結合部位のすぐ上流のPf結合部位 の3’端に位置づける作用をする。後者の再配列により、増幅後の標的鋳型のエ キソヌクレアーゼ活性の定量的検出が可能になる(図1E)。 薬剤スクリーニング 逆方向のイントロンを有する非機能性インジケータ遺伝子カセットを含むイン ジケータ遺伝子ウィルスベクターおよびパッケージングベクター(類)を使用し て、薬剤スクリーニングを実施する。トランスフェクションされたパッケージン グ宿主細胞において、インジケータ遺伝子ウィルスベクターはインジケータ遺伝 子を含み、被包化能力を有する(ε+)RNA転写物を産生する。パッケージン グベクター(類)は、耐性試験ベクターにより提供されないが、ウィルスDNA の複製および粒子形成に必要なウィルスの構造および/または酵素機能をトラン ス型で提供する。パッケージング宿主細胞の共存トランスフェクションの結果、 インジケータ遺伝子ウィルスベクターおよびパッケージングベクターは、逆方向 のイントロンのスプライシングの結果として、機能性インジケータ遺伝子を含む 、被包化遺伝子ウィルスベクター「プレゲノム」RNAを含むHBVウィルス粒 子を生ずる。 薬剤のスクリーニングは以下のように実施される:インジケータ遺伝子ウィル スベクターおよびパッケージングベクターDNAを使用して、パッケージング宿 主細胞をトランスフェクションさせる。抗ウィルス化合物(例えば、候補として 、HBV Pタンパク質逆転写酵素またはポリメラーゼ阻害剤)の不在下または 存在下のいずれかで維持された一連のパッケージング宿主細胞培養物に対して、 反復トランスフェクションを実施する。候補の抗ウィルス薬剤の存在下または不 在下において、パッケージング宿主細胞を7日まで維持した後、パッケージング 宿主細胞溶解物または宿主パッケージング細胞培養培地を採取することにより得 ら れる単離HBV粒子中で直接DNAの複製阻害程度を評価する。上記のDNA検 出またはインジケータ遺伝子活性方法のいずれかを使用して、抗HBV薬剤候補 の可能性を評価することができる。 実施例8 患者由来セグメント(類)および順序の入れ替わったプロモーターを含む非機能 性インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクターを使用した肝炎薬剤感受性および 耐性試験 インジケータ遺伝子ウィルスベクター−構築 抗ウィルス薬剤の標的(類)であるウィルス遺伝子を含むHBVサブゲノムウ ィルスベクターを使用して、順序の入れ替わったプロモーターを有する非機能性 インジケータ遺伝子を含むインジケータ遺伝子ウィルスベクターを作成した。イ ンジケータウィルスベクターpCS−HBV(NF−IG)PP−(PSAS− )はサブゲノムウィルスベクターpCS−HBVに基づいている。インジケータ 遺伝子ウィルスベクターpCS−HBV(NF−IG)PP−(PSAS−)は 、順序の入れ替わったプロモーターを含む非機能性インジケータ遺伝子カセット およびHBV DNAの複製に必要なシス作用性調節要素の全てを含むが(すな わち、DR1、5’εDR2、DR1*、3’pA)、HBV DNAの複製お よびウィルス粒子形成に必要なトランス−作用型の構造機能および酵素機能を提 供するHBV遺伝子配列(すなわち、C、P、S、X遺伝子)を欠損している( 図10B)。C、PおよびX遺伝子並びに患者配列アクセプタ部位はパッケージ ングベクターpPK−CPX内に含有される(実施例7に記載、図8D参照)。 S遺伝子はパッケージングベクターpPK−S内に含有される(実施例7に記載 したように、図8E参照)。本実施態様において、インジケータ遺伝子ウィルス ベクターpCS−HBV(NF−IG)PP−(PSAS−)およびパッケージ ングベクターpPK−CPXは、耐性試験ベクター系を構成する。非機能性イン ジケータ遺伝子ウィルスベクターpCS−HBV(NF−IG)PP−(PSA S−)は、5’から3’方向の以下の要素を含む:(1)CMV IEエンハン サープロモーター領域、(2)HBVゲノムの5’領域およびDR1および5’ ε(プレ−CORF翻訳開始コドンは削除される)、(3)プロモーター領域が 3’、すなわちインジケータORFの下流、に位置づけされるように作成された 非機能性インジケータ遺伝子カセット、および(4)DR2、DR1*、3’ε および3’HBV pAシグナル領域を含むHBVゲノム領域(プレC ORF 翻訳開始コドンは排除される)。非機能性インジケータ遺伝子発現カセットは、 5’から3’方向に配列された以下の要素の一部または全てを含む:(1)内部 リボソームエントリー部位(IRES)、(2)逆方向のイントロンを含んでも よいインジケータ遺伝子、(3)、転写ポリアデニル化シグナル配列(例えば、 SV4O、HSV−1チミジンキナーゼ遺伝子、SV40)(4)エンハンサー −プロモーター領域。非機能性インジケータ遺伝子ウィルスベクター内では、イ ンジケータ遺伝子発現カセットは、転写方向がHBV配列要素と反対または同じ である。インジケータ遺伝子ORF内がイントロンを含む場合には、イントロン は転写方向がHBV配列要素と同じである。 2番目の実施態様において、非機能性インジケータ遺伝子ウィルスベクターは 、逆方向のプロモーター領域を含む非機能性インジケータ遺伝子カセット、HB VDNAの複製に必要なシス作用性調節要素の全ておよびHBV DNAの複製 およびウィルスの粒子形成pCS−HBV(NF−IG)PP(PSAS+)に 必要なトランス−作用型構造機能および酵素機能を提供するHBV遺伝子配列( すなわち、C、P、S、X遺伝子)の一部または全てを含む(図10D)。イン ジケータ遺伝子ウィルスベクターpCS−HBV(NF−IG)PP(PSAS +)から誘導される耐性試験ベクターは、患者配列アクセプタ部位を含み、パッ ケージングベクターpPK−CSXと併用して使用される(図8H)。本実施態 様において、インジケータ遺伝子ウィルスベクターはまた、Pなどのパッケージ ング機能の一部または全部を提供する。さらに、本実施態様において、インジケ ータ遺伝子ウィルスベクターにより提供されないが、HBV DNAの複製およ びウィルス粒子形成に必要である構造活性および酵素活性は、追加のパッケージ ングベクターを使用して提供される。本実施態様において、非機能性インジケー タ遺伝子ウィルスベクターpCS−HBV(NF−IG)PP(PSAS+)は 5’から3’の方向の以下の要素を含む:(1)CMV IEエンハンサー−プ ロモーター領域、(2)HBVゲノムおよびDR1の5’領域並びに5’ε(プ レ−C ORF翻訳開始コドンは排除される)、 (3)エンハンサー−プロモ ーター領域(順序の入れ替わったプロモーター)、(4)患者由来のセグメント を含むP遺伝子(5)インジケータ遺伝子ORF(6)内部リボソームエントリ ー部位(IRES)、および(7)DR2、DR1*、3’εおよび3’HBV pAシグナル領域を含むHBVゲノムの3’領域(プレ−C ORF翻訳開始コ ドンは排除される)。非機能性インジケータ遺伝子ウィルスベクター内では、イ ンジケータ遺伝子発現カセットは、転写方向がHBV配列要素と逆または前方方 向である。インジケータ遺伝子が逆方向のイントロンを含む場合には、イントロ ンは、転写方向がHBV配列要素と同じである。 耐性試験ベクター−構築 実施例8に記載するように、抗ウィルス標的遺伝子を含むHBVサブゲノムウ ィルスベクターを使用して、順序の入れ替わったプロモーターを有する非機能性 インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクターを作成した。患者由来セグメント( PDS)を含むP遺伝子を挿入するための患者配列アクセプタ部位(PSAS) を含むように、インジケータ遺伝子ウィルスベクターまたはパッケージベクター を改変する(実施例7に記載、図8Dおよび8F参照)。患者由来のS遺伝子の 発現は、実施例7に記載するように、排除される。(図8D)。十分に特徴づけ られたS遺伝子産物を提供するセパレートパッケージングベクターを使用して、 均一なS遺伝子の発現をトランス型で提供する(図8E)。 薬剤感受性および耐性試験 1種の宿主細胞または2種の宿主のいずれかを使用して、インジケータ遺伝子 ウィルスベクターpCS−HBV(NF−IG)PP−(PSAS+)に基づい た耐性試験ベクターまたはインジケータ遺伝子ウィルスベクターpCS−HBV (NF−IG)PP−(PSAS−)およびパッケージングベクターpPK−C PXに基づいた耐性試験ベクター系を用いて、薬剤感受性および耐性試験を実施 する。パッケージング宿主細胞の共存トランスフェクションの結果、耐性試験ベ クターおよびパッケージングベクターにより、またはインジケータ遺伝子ウィル スベクターおよびパッケージングベクター(すなわち、耐性試験ベクター系)に より、非機能性インジケータ遺伝子を含む被包化インジケータ遺伝子「プレゲノ ム」RNAを含むHBVウィルス粒子を作成する。HBV DNAの複製過程中 に、トランスフェクションされた宿主細胞内で、順序の入れ替わったプロモータ ーを有する非機能性インジケータ遺伝子を機能性インジケータ遺伝子に転換する (図10Bおよび10C)。 実施例7に記載するように、薬剤感受性および耐性試験を実施する(上記)。 トランスフェクションまたは感染させた宿主細胞内のインジケータ遺伝子の発現 量を測定することにより、種々の抗ウィルス薬剤に対する患者由来の逆転写酵素 および/またはDNAポリメラーゼ活性の耐性または感受性を測定することがで きる。別の方法として、生じたHBV DNAの複製量を定量することにより、 耐性または感受性を測定してもよい。後者は、定量的DNA増幅検定法を使用し て実施され得る。この種の検定方法の一実施例において、(図9Fおよび9G) 逆プライマー(Pr)のプライマー結合部位は5’εの下流領域に配置される。 前進プライマー(Pf)のプライマー結合部位は、DR2およびDR1*配列に より配置される領域内に位置づけられる。直線HBVベクターにおいて、Pfお よびPrプライマーは反対方向のDNA合成をさせる。この場合には、Prプラ イマーは上流方向にDNA合成をさせ(5’εの方向で、Pfプライマーは下流 方向にDNA合成をさせる(3’ε方向。このようなプライマー構成は、トラン スフェクションに使用されるウィルスベクターの直線コピー内に機能的増幅単位 を構成しない。一方、PfおよびPrプライマーは、成熟したビリオンに見られ るrc−DNA中で互いに向かい合う方向をとる。両プライマーは、ここではr c−DNAのプラス鎖コピー内のDR1の1本鎖コピーに向かってDNA合成を させる。このような配列のプライマーおよび鋳型は機能性増幅単位を構成する。 薬剤スクリーニング 順序の入れ替わったプロモーターを有する非機能性インジケータ遺伝子を含む インジケータ遺伝子ウィルスベクターを使用した薬剤スクリーニングは、本質的 に上記の実施例7に記載したように実施される。 実施例9 患者由来セグメントおよび順序の入れ替わったプロモーターおよび翻訳開始部位 を含む非機能性インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクターを使用した肝炎薬剤 感受性および耐性試験 インジケータ遺伝子ウィルスベクター 抗ウィルス薬剤の標的(類)であるウィルス遺伝子を含むHBVサブゲノムウ ィルスベクターを使用して、順序の入れ替わったプロモーターおよび翻訳開始部 位pCS−HBV(NF−IG)PPTISを有する非機能性インジケータ遺伝 子を含むインジケータ遺伝子ウィルスベクターを作成した。インジケータウィル スベクターpCS−HBV(NF−IG)PPTIS−(PSAS−)はサブゲ ノムウィルスベクターpCS−HBVに基づいている。インジケータ遺伝子ウィ ルスベクターは、順序の入れ替わったプロモーターおよび翻訳開始領域を含む非 機能性インジケータ遺伝子カセットおよびHBV DNAの複製に必要なシス作 用性調節要素の全てを含むが(すなわち、DR1、5’ε、DR2、DR1*3 ’pA)、HBV DNAの複製およびウィルス粒子形成に必要なトランス−作 用型の構造機能および酵素機能を提供するHBV遺伝子配列(すなわち、C、P 、S、X遺伝子)を欠損している(図11B)。C、PおよびX遺伝子並びに患 者配列アクセプタ部位はパッケージングベクターpPK−CPX内に含有される (実施例7、図8D)。S遺伝子はパッケージングベクターpPK−S内に含有 される(実施例7、図8E)。本実施態様において、インジケータ遺伝子ウィル スベクターpCS−HBV(NF−IG)PPTIS−(PSAS−)およびパ ッケージングベクターpPK−CPXは、耐性試験ベクター系を構成する。非機 能性インジケータ遺伝子ウィルスベクターpCS−HBV(NF−IG)PPT IS−(PSAS−)は、5’から3’方向の以下の要素を含む:(1)CMV IEエンハンサープロモーター領域、(2)DR1および5’εを含むHB Vゲノムの5’領域(プレ−C ORF翻訳開始コドンは削除される)、(3) 翻訳開始部位を欠損するインジケータ遺伝子ORF、および(4)エンハンサー プロモーター領域(順序の入れ替わったプロモーター)(5)DR2、機能性プ レーC ORF翻訳開始コドンDR1*、3’ε、3’HBV pAシグナル領 域を含むHBVゲノムの3’領域。非機能性インジケータ遺伝子発現カセットは 、5’から3’方向に配列された以下の要素の一部または全てを含む:(1)枠 内翻訳開始部位を含まないインジケータ遺伝子ORF、(2)転写ポリアデニル 化シグナル配列(例えば、HSV−1チミジンキナーゼ遺伝子、SV40)、( 3)、エンハンサー−プロモーター領域。非機能性インジケータ遺伝子ウィルス ベクターpCS−HBV(NF−IG)PPTIS(PSAS−)内では、イン ジケータ遺伝子発現カセットの転写方向は、HBV配列要素と同じである。イン ジケータ遺伝子ORFがイントロンを含む場合には、イントロンは転写方向がH BV配列要素と同じである。 2番目の実施態様において、非機能性インジケータ遺伝子ウィルスベクターは 、順序の入れ替わったプロモーターおよび翻訳開始領域を含む非機能性インジケ ータ遺伝子カセット、HBV DNAの複製に必要なシス作用性調節要素の全て およびHBV DNAの複製およびウィルスの粒子形成pCS−HBV(NF− IG)PPTIS(PSAS+)に必要なトランス−作用型構造機能および酵素 機能を提供するHBV遺伝子配列(すなわち、C、P、S、X遺伝子)の一部ま たは全てを含む(図11D)。インジケータ遺伝子ウィルスベクターにより提供 されないが、HBV DNAの複製およびウィルス粒子形成に必要な構造および 酵素活性は、追加のパッケージングベクターpPK−CSXを使用して提供され る(実施例7に記載、図8E参照)。C、SおよびXはパッケージングベクター pPK−CSX内に含有される(実施例7に記載、図8H参照)。本実施態様に おいて、非機能性インジケータ遺伝子ウィルスベクターpCS−HBV(NF− IG)PPTIS(PSAS+)は5’から3’の方向の以下の要素を含む(図 11D):(1)CMV IEエンハンサー−プロモーター領域、(2)DR1 および5’εを含むHBVゲノムの5’領域(プレ−C ORF翻訳開始コドン は排除される)、(3)翻訳開始部位を欠損するインジケータ遺伝子ORF、 (4)患者由来のセグメントを含むP遺伝子、(5)エンハンサー−プロモータ ー領域(順序の入れ替わったプロモーター)(6)DR2、プレ−C ORF翻 訳開始コドン、DR1*、3’εおよび3’HBV pAシグナル領域を含むH BVゲノムの3’領域。非機能性インジケータ遺伝子ウィルスベクター内では、 インジケータ遺伝子発現カセットは、転写方向がHBV配列要素と同じである。 インジケータ遺伝子が逆方向のイントロンを含む場合には、イントロンは、転写 方向がHBV配列要素と同じである。 耐性試験ベクター−構築 実施例7に記載するように、抗ウィルス標的遺伝子を含むHBVサブゲノムウ ィルスベクターを使用して、順序の入れ替わったプロモーターを有する非機能性 インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクターを作成した。患者由来セグメント( PDS)を含むP遺伝子を挿入するための患者配列アクセプタ部位(PSAS) を含むように、インジケータ遺伝子ウィルスベクターまたはパッケージベクター を改変する(実施例7に記載、図8Dおよび8F参照)。患者由来のS遺伝子の 発現は、実施例7に記載するように、排除される。十分に特徴づけられたS遺伝 子産物を提供するセパレートパッケージングベクターを使用して、均一なS遺伝 子の発現をトランス型で提供する(図8E)。 薬剤感受性および耐性試験 実施例7および8に記載する手順により、薬剤感受性および耐性試験を実施す る。HBV複製中に、非機能性インジケータ遺伝子を機能性インジケータ遺伝子 に転換する(図11Bおよび11C)。 薬剤スクリーニング 順序の入れ替わったプロモーターおよび翻訳開始領域を有する非機能性インジ ケータ遺伝子を含むインジケータ遺伝子ウィルスベクターを使用した薬剤スクリ ーニングは、本質的に実施例7および8(上記)に記載したように実施される。 実施例10 患者由来セグメントおよび順序の入れ替わったコード領域を含む非機能性インジ ケータ遺伝子を含む耐性試験ベクターを使用した肝炎薬剤感受性および耐性試験 インジケータ遺伝子ウィルスベクター−抗ウィルス薬剤の標的(類)であるウ ィルス遺伝子を含むHBVサブゲノムウィルスベクターを使用して、順序の入れ 替わったコード領域を有する非機能性インジケータ遺伝子を含むインジケータ遺 伝子ウィルスベクターを作成した。インジケータウィルスベクターpCS−HB V(NF−IG)PCR(PSAS−)はサブゲノムウィルスベクターpCS− HBVに基づいている。インジケータ遺伝子ウィルスベクターは、順序の入れ替 わったコード領域を有する非機能性インジケータ遺伝子カセット、およびHBV DNAの複製に必要なシス作用性調節要素の全てを含むが(すなわち、DR1 、5’ε、DR2、DR1*、3’pA)、HBV DNAの複製およびウィル ス粒子形成に必要なトランス−作用型の構造機能および酵素機能を提供するHB V遺伝子配列(すなわち、C、P、S、X遺伝子)を欠損している(図12B) 。C、PおよびX遺伝子並びに患者配列アクセプタ部位はパッケージングベクタ ーpPK−CPX内に含有され、S遺伝子はパッケージングベクターpPK−S 内に含有される(実施例7、図8Dおよび8E)。本実施態様において、インジ ケータ遺伝子ウィルスベクターpCS−HBV(NF−IG)PCR(PSAS −)およびパッケージングベクターpPK−CPXは、耐性試験ベクター系を構 成する。非機能性インジケータ遺伝子ウィルスベクターpCS−HBV(NF− IG)PCR(PSAS−)は、5’から3’方向の以下の要素を含む:(1) CMV IEエンハンサープロモーター領域、(2)DRIおよび5’εを含む HBVゲノムの5’領域(プレ−CORF翻訳開始コドンは削除される)、(3 )プロモータ一領域およびコード領域の5’部分がコード領域の残りの3’部分 の3’側、すなわち下流に位置づけされるように作成される非機能性インジケー タ遺伝子カセット、(4)DR2、DR1*、3’ε、3’HBV pAシグナ ル領域を含むHBVゲノムの3’領域(プレ−C ORF翻訳開始コドンは排除 される)。非機能性インジケータ遺伝子発現カセットは、5’から3’方向 に配列された以下の要素の一部または全てを含む:(1)スプライスアクセプタ 配列内にコードされるイントロンの3’領域、(2)インジケータ(レポーター )ORFまたは選択マーカーORFの3’領域、(3)転写ポリアデニル化シグ ナル配列(例えば、HCV−1チミジンキナーゼ遺伝子、SV40)、(4)エ ンハンサー−プロモーター領域、(5)インジケータ遺伝子ORFの5’領域、 (6)スプライスドナー配列から開始するイントロンの5’領域。非機能性イン ジケータ遺伝子ウィルスベクター内では、インジケータ遺伝子発現カセットは転 写方向が、HBV配列要素と同じかまたは反対である。インジケータ遺伝子OR Fがイントロンを含む場合には、イントロンはHBV配列要素に対して同じ方向 に配向される。 2番目の実施態様において、非機能性インジケータ遺伝子ウィルスベクターは 、順序の入れ替わったコード領域を含む非機能性インジケータ遺伝子カセット、 HBV DNAの複製に必要なシス作用性調節要素の全ておよびHBV DNA の複製およびウィルスの粒子形成pCS−HBV(NF−IG)PCR(PSA S+)に必要なトランスー作用型構造機能および酵素機能を提供するHBV遺伝 子配列(すなわち、C、P、S、X遺伝子)の一部または全てを含む(図12D )。インジケータ遺伝子ウィルスベクターpCS−HBV(NF−IG)PCR (PSAS+)から誘導される耐性試験ベクターは、患者配列アクセプタ部位( PSAS)を含み、パッケージングベクターpPK−CSKと併用して使用され る(実施例7に記載、図8H参照)。本実施態様において、インジケータ遺伝子 ウィルスベクターはパッケージング機能の一部または全てを提供してもよい。本 実施態様において、インジケータ遺伝子ウィルスベクターにより提供されないが 、HBV DNAの複製およびウィルス粒子形成に必要な構造および酵素活性は 、追加のパッケージングベクターを使用して提供される。本実施例において、非 機能性インジケータ遺伝子ウィルスベクターは5’から3’の方向の以下の要素 を含む:(1)CMV IEエンハンサー−プロモーター領域、(2)プレ−C ORF翻訳開始コドンのすぐ下流のHBVゲノム領域並びにDR1および5’ε 、(3)C、P、SおよびX遺伝子の一部または全てを含んでもよいHBVゲノ ム領域を含むインジケータ遺伝子カセット、(4)DR2、DR1*、3’εお よ び3’HBV pAシグナル領域を含むHBVゲノム領域(プレ−C ORF開 始コドンは排除されている)。非機能性インジケータ遺伝子ウィルスベクターp CS−HBV(NF−IG)PCR(PSAS+)内では、インジケータ遺伝子 発現カセットは、転写方向がHBV配列要素と同じか、または反対である。イン ジケータ遺伝子が逆方向のイントロンを含む場合には、イントロンは、HBV配 列要素に対して同じ方向に配向される。 耐性試験ベクター−構築 実施例7に記載するように、抗ウィルス標的遺伝子を含むHBVサブゲノムウ ィルスベクターを使用して、順序の入れ替わったコード領域を有する非機能性イ ンジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクターを作成した。患者由来セグメント(P DS)を含むP遺伝子を挿入するための患者配列アクセプタ部位(PSAS)を 含むように、インジケータ遺伝子ウィルスベクターを改変する(実施例7に記載 、図8Dおよび8F参照)。患者由来のS遺伝子の発現は、実施例7に記載する ように、排除される。十分に特徴づけられたS遺伝子産物を提供するセパレート パッケージングベクターを使用して、均一なS遺伝子の発現をトランス型で提供 する(図8E)。 薬剤感受性および耐性試験 実施例7および8に記載する手順により、薬剤感受性および耐性試験を実施す る。HBV複製中に、非機能性インジケータ遺伝子を機能性インジケータ遺伝子 に転換する(図12Bおよび12C)。 薬剤スクリ−ニング 順序の入れ替わったプロモーターおよび翻訳開始領域を有する非機能性インジ ケータ遺伝子を含むインジケータ遺伝子ウィルスベクターを使用した薬剤スクリ ーニングは、本質的に実施例7および8(上記)に記載したように実施される。 実施例11 患者由来セグメントおよび機能性インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクターを 使用した肝炎薬剤感受性および耐性試験 インジケータ遺伝子ウィルスベクター−構築 抗ウィルス薬剤の標的(類)であるウィルス遺伝子を含むHBVサブゲノムウ ィルスベクターを使用して、機能性インジケータを含むインジケータ遺伝子ウィ ルスベクターを作成した。インジケータウィルスベクターpCS−HBV(F− IG)(PSAS−)はサブゲノムウィルスベクターpCS−HBVに基づいて いる。インジケータ遺伝子ウィルスベクターpCS−HBV(F−IG)(PS AS−)は、機能性インジケータ遺伝子カセット、およびHBV DNAの複製 に必要なシス作用性調節要素の全てを含むが(すなわち、DR1、5’ε、DR 2、DR1*、3’pA)、HBV DNAの複製およびウィルス粒子形成に必 要なトランス−作用型の構造機能および酵素機能を提供するHBV遺伝子配列( すなわち、C、P、S、X遺伝子)を欠損している(図14B)。C、Pおよび X遺伝子並びに患者配列アクセプタ部位はパッケージングベクターPK−CPX 内に含有され、S遺伝子はパッケージングベクターpPK−S内に含有される( 以下に記載、図8Dおよび8E)。本実施態様において、インジケータ遺伝子ウ ィルスベクターpCS−HBV(F−IG)(PSAS−)およびパッケージン グベクターpPK−CPXは、耐性試験ベクター系を構成する。機能性インジケ ータ遺伝子ウィルスベクターpCS−HBV(F−IG)(PSAS−)は、5 ’から3’方向の以下の要素を含む:(1)CMV IEエンハンサープロモー ター領域、(2)DR1および5’εを含むHBVゲノムの5’領域(プレ−C ORF翻訳開始コドンは削除される)、(3)機能性インジケータ遺伝子カセ ット、(4)DR2、DR1*、3’ε、3’HBV pAシグナル領域を含む HBVゲノムの3’領域(プレ−C ORF翻訳開始コドンは排除される)。イ ンジケータ遺伝子発現カセットは、5’から3’方向に配列された以下の要素の 一部または全てを含む:(1)転写エンハンサー−プロモーター領域、(2)イ ントロン、(3)インジケータ遺伝子ORFまたは選択マーカーORF、(4) 転写ポリアデニル化シグナル配列(例えば、SV40)または一方向性 (HSV−1チミジンキナーゼ遺伝子)。インジケータ遺伝子発現カセットは、 転写方向がHBV配列要素と同じ、または反対である。 2番目の実施態様において、インジケータ遺伝子ウィルスベクターは、機能性 インジケータ遺伝子カセット、HBV DNAの複製に必要なシス作用性調節要 素の全ておよびHBV DNAの複製およびウィルスの粒子形成pCS−HBV (F−IG)(PSAS+)に必要なトランス−作用型構造機能および酵素機能 を提供するHBV遺伝子配列(すなわち、C、P、S、X遺伝子)の一部または 全てを含む(図13D)。インジケータ遺伝子ウィルスベクターpCS−HBV (F−IG)(PSAS+)から誘導される耐性試験ベクターは、患者配列アク セプタ部位(PSAS)を含み、パッケージングベクターpPK−CSKと併用 して使用される。本実施態様において、インジケータ遺伝子ウィルスベクターは またパッケージング機能の一部または全部を提供する。インジケータ遺伝子ウィ ルスベクターにより提供されないが、HBV DNAの複製およびウィルス粒子 形成に必要な構造および酵素活性は、追加のパッケージングベクターpPK−C SXを使用して提供される(実施例7に記載、図8H参照)。本実施例において 、機能性インジケータ遺伝子ウィルスベクターは5’から3’の方向の以下の要 素を含む:(1)CMV IEエンハンサー−プロモーター領域、(2)プレ− CORF翻訳開始コドンのすぐ下流のHBVゲノム領域並びにDR1および5’ ε、(3)C、P、SおよびX遺伝子の一部または全てを含むHBVゲノム領域 内の機能性インジケータ遺伝子カセット、(4)DR2、DR1*、3’εおよ び3’HBV pAシグナル領域を含むHBVゲノム領域。インジケータ遺伝子 ウィルスベクター内では、インジケータ遺伝子発現カセットは、転写方向がHB V配列要素と反対か、または同じである。 耐性試験ベクター−構築 実施例7に記載するように、抗ウィルス標的遺伝子を含むHBVサブゲノムウ ィルスベクターを使用して、順序の入れ替わったプロモーターを有する非機能性 インジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクターを作成した。患者由来セグメント( PDS)を含むP遺伝子を挿入するための患者配列アクセプタ部位(PSA S)を含むように、インジケータ遺伝子ウィルスベクターまたはパッケージング ベクターを改変する(実施例7に記載、図8Dおよび8F参照)。患者由来のS 遺伝子の発現は、実施例7に記載するように、排除される(図8D参照)。十分 に特徴づけられたS遺伝子産物を提供するセパレートパッケージングベクターを 使用して、均一なS遺伝子の発現をトランス型で提供する(図8E)。 薬剤感受性および耐性試験 機能性インジケータ遺伝子ウィルスベクターpCS−HBV(F−IG)(P SAS+)に基づいた耐性試験ベクターまたはインジケータ遺伝子ウィルスベク ターpCS−HBV(F−IG)(PSAS−)およびパッケージングベクター (類)に基づいた耐性試験ベクター系を用いて、薬剤感受性および耐性試験を実 施する。トランスフェクションされたパッケージング宿主細胞において、インジ ケータ遺伝子ウィルスベクターは、機能性インジケータ遺伝子カセットを含み、 被包形成能力を有する(ε+)RNA転写物を産生する。パッケージングベクタ ー(類)は、機能性インジケータ遺伝子ウィルスベクターにより提供されないが 、ウィルスRNAの複製および粒子形成に必要なウィルスの構造機能および/ま たは酵素機能をトランス型で提供する。パッケージング宿主細胞の共存トランス フェクションの結果、インジケータ遺伝子ウィルスベクターおよびパッケージン グベクターは、機能性インジケータ遺伝子カセットを含む被包化インジケータ遺 伝子ウィルスベクター「プレゲノム」RNAを含むHBVウィルス粒子を作成す ることができる。 この実施例において、インジケータ遺伝子ウィルスベクターは機能性インジケ ータ遺伝子カセットを含み、従ってHBV DNAが複製されなくてもトランス フェクションされた細胞中でインジケータ遺伝子活性を生ずることができる(図 13)。機能性インジケータ遺伝子の場合には、パッケージング宿主細胞中に産 生されるウィルスを採取し、粒子(または粒子状DNA)を使用して、標的宿主 細胞を感染(またはトランスフェクション)させることにより、薬剤によるHB V DNA複製阻害を評価することができる。別の方法として、インジケータと してDNAを使用することにより、パッケージング宿主細胞から単離されたウィ ルス中で直接DNAの複製を測定することができる。HBV DNAの複製を阻 害する薬剤は、「成熟した」rc−DNA形状の機能性インジケータ遺伝子ウィ ルスベクターを含むウィルス粒子の形成を減少させる。結果として、機能性イン ジケータ遺伝子は、感染/トランスフェクション中に標的宿主細胞に効率的に移 動させられず、これらの細胞中のインジケータ遺伝子ウィルスベクターcccD NAおよびインジケータ遺伝子活性は低減される。二細胞検定法における標的宿 主細胞内でのインジケータ遺伝子発現の検出は、実施例7に記載するように実施 される。ウィルス粒子中のrc−DNAの検出は、実施例8に記載し、図9Fお よび9Gに例示するように、インジケータとしてDNAを使用して実施される。 薬剤スクリーニング 順序の入れ替わったプロモーターおよび翻訳開始領域を有する非機能性インジ ケータ遺伝子を含むインジケータ遺伝子ウィルスベクターを使用した薬剤スクリ ーニングは、本質的に実施例7および8(上記)に記載したように実施される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) //(C12N 5/10 C12R 1:91) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN, CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,G E,HU,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR ,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV, MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,P L,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK ,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. (a)患者由来セグメント及びインジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクタ ーを宿主細胞に導入し; (b)工程(a)からの宿主細胞を培養し; (c)標的宿主細胞におけるインジケータ遺伝子の発現を測定し;及び (d)工程(c)からのインジケータ遺伝子の発現を、抗ウィルス剤が存在し ない条件下において工程(a)−(c)を行なった場合に測定されるインジケー タ遺伝子の発現と比較すること、 を包含する抗ウィルス剤に対する感受性を決定するための方法であって、抗ウィ ルス剤の試験濃度は工程(a)−(c);工程(b)−(c);又は工程(c) に存在することを特徴とする方法。 2. 耐性試験ベクターがゲノムウィルスベクターのDNAを含む、請求項1に 記載の方法。 3. 耐性試験ベクターがサブゲノムウィルスベクターのDNAを含む、請求項 1に記載の方法。 4. 耐性試験ベクターがレトロウィルスのDNAを含む、請求項1に記載の方 法。 5. 耐性試験ベクターがHIVのDNAを含む、請求項1に記載の方法。 6. 耐性試験ベクターがvif、vpr、tat、rev、vpu)及びne fをコードするDNAを含む、請求項1に記載の方法。 7. 患者由来セグメントが機能的ウィルス配列を含む、請求項1に記載の方法 。 8. 患者由来セグメントが抗ウィルス剤の標的である1種類のタンパク質をコ ードする、請求項1に記載の方法。 9. 患者由来セグメントが抗ウィルス剤の標的である2種類以上のタンパク質 をコードする、請求項1に記載の方法。 10. 患者由来セグメントがレトロウィルス遺伝子を含む、請求項1に記載の 方法。 11. 患者由来セグメントがHIV遺伝子を含む、請求項1に記載の方法。 12. 患者由来セグメントがHIV gag−pol遺伝子を含む、請求項1 に記載の方法。 13. インジケータ遺伝子が機能的インジケータ遺伝子であり、かつ宿主細胞 が耐性試験ベクター宿主細胞であって、該耐性試験ベクター宿主細胞からの濾過 した上清を用いて標的宿主細胞に耐性試験ベクターウィルス粒子を感染させる追 加の工程を含む、請求項1に記載の方法。 14. インジケータ遺伝子が非機能的インジケータ遺伝子である、請求項1に 記載の方法。 15. 宿主細胞がパッケージング宿主細胞/耐性試験ベクター宿主細胞である 、請求項14に記載の方法。 16. 培養が同時培養(co-cultivation)によるものである、請求項15に記 載の方法。 17. 前記パッケージング宿主細胞/耐性試験ベクター宿主細胞からの濾過 した上清を用いて標的宿主細胞に耐性試験ベクターウィルス粒子を感染させる、 請求項15に記載の方法。 18. インジケータ遺伝子がルシフェラーゼ遺伝子である、請求項1に記載の 方法。 19. インジケータ遺伝子が大腸菌lacZ遺伝子である、請求項1に記載の 方法。 20. パッケージング宿主細胞/耐性試験ベクター宿主細胞がヒト細胞である 、請求項15に記載の方法。 21. パッケージング宿主細胞/耐性試験ベクター宿主細胞がヒト胎児腎臓細 胞である、請求項15に記載の方法。 22. パッケージング宿主細胞/耐性試験ベクター宿主細胞が293細胞であ る、請求項15に記載の方法。 23. 標的宿主細胞がヒトT細胞である、請求項1に記載の方法。 24. 標的宿主細胞がヒトT細胞白血病細胞系である、請求項1に記載の方法 。 25. 標的宿主細胞がジャーカット細胞系である、請求項1に記載の方法。 26. 標的宿主細胞がH9細胞系である、請求項1に記載の方法。 27. 標的宿主細胞がCEM細胞系である、請求項1に記載の方法。 28. 患者由来セグメント及びインジケータ遺伝子を含む耐性試験ベクター。 29. 患者由来セグメントが1つの遺伝子である、請求項28に記載の耐性試 験ベクター。 30. 患者由来セグメントが2以上の遺伝子である、請求項28に記載の耐性 試験ベクター。 31. 患者由来セグメントがレトロウィルス遺伝子を含む、請求項28に記載 の耐性試験ベクター。 32. 患者由来セグメントがHIV遺伝子を含む、請求項28に記載の耐性試 験ベクター。 33. 患者由来セグメントがHIV gag−pol遺伝子を含む、請求項2 8に記載の耐性試験ベクター。 34. インジケータ遺伝子が機能的インジケータ遺伝子である、請求項28に 記載の耐性試験ベクター。 35. インジケータ遺伝子が非機能的インジケータ遺伝子である、請求項28 に記載の耐性試験ベクター。 36. インジケータ遺伝子がルシフェラーゼ遺伝子である、請求項28に記載 の耐性試験ベクター。 37. 耐性試験ベクターをトランスフェクトしたパッケージング宿主細胞。 38. 哺乳類動物の宿主細胞である、請求項37に記載のパッケージング宿主 細胞。 39. ヒトの宿主細胞である、請求項37に記載のパッケージング宿主細胞。 40. ヒト胎児腎臓細胞である、請求項37に記載のパッケージング宿主細胞 。 41. 293細胞である、請求項37に記載のパッケージング宿主細胞。 42. ヒト肝癌細胞系である、請求項37に記載のパッケージング宿主細胞。 43. HepG2である、請求項37に記載のパッケージング宿主細胞。 44. Huh7である、請求項37に記載のパッケージング宿主細胞。 45. (a)患者由来セグメント及び非機能的インジケータ遺伝子を含む耐性 試験ベクターを宿主細胞に導入し; (b)工程(a)からの宿主細胞を培養し; (c)標的宿主細胞におけるインジケータ遺伝子の発現を測定し;及び (d)工程(c)からのインジケータ遺伝子の発現を、抗ウィルス剤が存在し ない条件下において工程(a)−(c)を行なった場合に測定されるインジケー タ遺伝子の発現と比較すること、 を包含する抗ウィルス剤に対する感受性を決定するための方法であって、抗ウィ ルス剤の試験濃度は工程(a)−(c);工程(b)−(c);又は工程(c) に存在する方法。 46. 耐性試験ベクターがゲノムウィルスベクターのDNAを含む、請求項4 5に記載の方法。 47. 耐性試験ベクターがサブゲノムウィルスベクターのDNAを含む、請求 項45に記載の方法。 48. 耐性試験ベクターがレトロウィルスのDNAを含む、請求項45に記載 の方法。 49. 耐性試験ベクターがHIVのDNAを含む、請求項45に記載の方法。 50. 耐性試験ベクターがvif、vpr、tat、rev、vpu)及びn efをコードするDNAを含む、請求項45に記載の方法。 51. 患者由来セグメントが1種類のタンパク質をコードする、請求項45に 記載の方法。 52. 患者由来セグメントが2種類以上のタンパク質をコードする、請求項4 5に記載の方法。 53. 患者由来セグメントがレトロウィルス遺伝子を含む、請求項45に記載 の方法。 54. 患者由来セグメントがHIV遺伝子を含む、請求項45に記載の方法。 55. 患者由来セグメントがHIV gag−pol遺伝子を含む、請求項4 5に記載の方法。 56. インジケータ遺伝子がルシフェラーゼ遺伝子である、請求項45に記載 の方法。 57. 宿主細胞がパッケージング宿主細胞である、請求項45に記載の方法。 58. パッケージング宿主細胞がヒト細胞である、請求項45に記載の方法。 59. パッケージング宿主細胞がヒト胎児腎臓細胞である、請求項45に記載 の方法。 60. パッケージング宿主細胞が293細胞である、請求項45に記載の方法 。 61. ヒト肝癌細胞系である、請求項45に記載のパッケージング宿主細胞。 62. HepG2である、請求項45に記載のパッケージング宿主細胞。 63. Huh7である、請求項45に記載のパッケージング宿主細胞。 64. 非機能的インジケータ遺伝子が順序の入れ替わったプロモーターを含む 、請求項45に記載の方法。 65. 非機能的インジケータ遺伝子が順序の入れ替わったコーディング領域を 含む、請求項45に記載の方法。 66. 非機能的インジケータ遺伝子が反転イントロンを含む、請求項45に記 載の方法。 67. 宿主細胞及び標的細胞が同じ細胞である、請求項45に記載の方法。 68. 標的細胞がヒト細胞である、請求項45に記載の方法。 69. 標的細胞がヒトT細胞である、請求項45に記載の方法。 70. 前記パッケージング宿主細胞/耐性試験ベクター宿主細胞からの濾過し た上清を用いて標的宿主細胞に耐性試験ベクターウィルス粒子を感染させる、請 求項57に記載の方法。 71. 前記培養が同時培養(co−cultivation)によるものであ る、請求項57に記載の方法。 72. (a)抗ウィルス剤に対する薬剤感受性の標準曲線を作成し; (b)請求項1に記載の方法に従って患者における抗ウィルス剤感受性を決定 し;及び (c)工程(b)における抗ウィルス剤感受性を工程(a)において決定した 標準曲線と比較し、ここで抗ウィルス剤感受性の低下が患者における抗ウイルス 剤耐性の出現を示す、 ことを包含する、患者における抗ウィルス剤耐性を決定するための方法。 73. (a)抗ウィルス剤に対する薬剤感受性の標準曲線を作成し; (b)請求項45に記載の方法に従って患者における抗ウィルス剤感受性を決 定し;及び (c)工程(b)における抗ウィルス剤感受性を工程(a)において決定した 標準曲線と比較し、ここで抗ウィルス剤感受性の低下が患者における抗ウィルス 剤耐性の出現を示す、 ことを包含する、患者における抗ウィルス剤耐性を決定するための方法。 74. (a)第1の時点で、患者由来セグメントがほぼ該時点で患者から獲得 される請求項1に記載の方法に従って患者における抗ウィルス剤感受性を決定し ; (b)後の時点で同じ患者の抗ウィルス剤感受性を決定し;並びに (c)工程(a)及び(b)において決定した抗ウィルス剤感受性を比較し、 ここで第1の時点と比較した後の時点での抗ウィルス剤感受性の低下が患者にお ける抗ウィルス剤耐性の出現又は進行を示す、 ことを包含する、患者における抗ウィルス剤耐性を決定するための方法。 75. (a)第1の時点で、患者由来セグメントがほぼ該時点で患者から獲得 される請求項45に記載の方法に従って患者における抗ウィルス剤感受性を決定 し; (b)後の時点で同じ患者の抗ウィルス剤感受性を決定し;並びに (c)工程(a)及び(b)において決定した抗ウィルス剤感受性を比較し、 ここで第1の時点と比較した後の時点での抗ウィルス剤感受性の低下が患者にお ける抗ウィルス剤耐性の出現又は進行を示す、 ことを包含する、患者における抗ウィルス剤耐性を決定するための方法。 76. 耐性試験ベクターがへパドナウィルスのDNAを含む、請求項1に記載 の方法。 77. 耐性試験ベクターがHBVのDNAを含む、請求項1に記載の方法。 78. 耐性試験ベクターがC、P、及びXをコードするDNAを含む、請求項 1に記載の方法。 79. 患者由来セグメントがP遺伝子を含む、請求項1に記載の方法。 80. 患者由来セグメントがHBV遺伝子を含む、請求項1に記載の方法。 81. 患者由来セグメントがHBVのRT遺伝子を含む、請求項1に記載の方 法。 82. 患者由来セグメントがHBVのDNAポリメラーゼ遺伝子を含む、請求 項1に記載の方法。 83. インジケータ遺伝子ウィルスベクター及びパッケージングベクターを含 み、該インジケータ遺伝子ウィルスベクターがインジケータ遺伝子を含み、かつ 該パッケージングベクターが患者由来セグメントを含む、請求項28に記載の耐 性試験ベクター。 84. 患者由来セグメントがヘパドナウィルス遺伝子を含む、請求項28に記 載の耐性試験ベクター。 85. 患者由来セグメントがHBV遺伝子を含む、請求項28に記載の耐性試 験べクター。 86. 患者由来セグメントがHBVのP遺伝子を含む、請求項28に記載の耐 性試験ベクター。 87. 患者由来セグメントがRT/DNAポリメラーゼ遺伝子を含む、請求項 28に記載の耐性試験ベクター。 88. (a)患者由来セグメント及びインジケータ遺伝子を含む耐性試験ベク ターを宿主細胞に導入し; (b)工程(a)からの宿主細胞を培養し; (c)標的宿主細胞におけるインジケータ遺伝子の発現を測定し;及び (d)工程(c)からのインジケータ遺伝子の発現を、抗ウィルス剤候補化合 物が存在しない条件下において工程(a)−(c)を行なった場合に測定される インジケータ遺伝子の発現と比較する、 ことを包含する抗ウィルス剤候補化合物の生物学的有効性を評価するための方法 であって、抗ウィルス剤の試験濃度候補化合物は工程(a)−(c);工程 (b)−(c):又は工程(c)に存在する方法。 89. 耐性試験ベクターがレトロウィルスのDNAを含む、請求項88に記載 の方法。 90. 耐性試験ベクターがHIVのDNAを含む、請求項88に記載の方法。 91. 耐性試験ベクターがヘパドナウィルスのDNAを含む、請求項88に記 載の方法。 92. 耐性試験ベクターがHBVのDNAを含む、請求項88に記載の方法。 93. 耐性試験ベクターがHIV gag−polをコードするDNAを含む 、請求項88に記載の方法。 94. 耐性試験ベクターがHBV Pタンパク質をコードするDNAを含む、 請求項88に記載の方法。 95. 患者由来セグメントが1種類のタンパク質をコードする、請求項88に 記載の方法。 96. 患者由来セグメントが2種類以上のタンパク質をコードする、請求項8 8に記載の方法。 97. 患者由来セグメントがレトロウィルス遺伝子を含む、請求項88に記載 の力法。 98. 患者由来セグメントがHIV遺伝子を含む、請求項88に記載の方法。 99. 患者由来セグメントがヘパドナウィルス遺伝子を含む、請求項88に記 載の方法。 100. 患者由来セグメントがHBV遺伝子を含む、請求項88に記載の方法 。 101. (a)患者由来セグメント及びインジケータ遺伝子を含む耐性試験ベ クターを宿主細胞に導入し; (b)工程(a)からの宿主細胞を培養し; (c)標的宿主細胞におけるインジケータを測定し;及び (d)工程(c)からのインジケータの測定を、抗ウィルス剤が存在しない条 件下において工程(a)−(c)を行なった場合のインジケータの測定と比較す る、 ことを包含する抗ウィルス剤に対する感受性を決定するための方法であって、抗 ウィルス剤の試験濃度は工程(a)−(c);工程(b)−(c);又は工程 (c)に存在する方法。 102. インジケータがDNA構造を有する、請求項101に記載の方法。 103. インジケータがRNA構造を有する、請求項101に記載の方法。 104. (a)患者由来セグメント及びインジケータを含む耐性試験ベクター を宿主細胞に導入し; (b)工程(a)からの宿主細胞を培養し; (c)標的宿主細胞におけるインジケータを測定し;及び (d)工程(c)からのインジケータの測定を、抗ウィルス剤候補化合物が存 在しない条件下において工程(a)−(c)を行なった場合に測定されるインジ ケータの測定と比較する、 ことを包含する抗ウィルス剤候補化合物の生物学的有効性を評価するための方法 であって、抗ウィルス剤の試験濃度候補化合物は工程(a)−(c);工程 (b)−(c);又は工程(c)に存在する方法。 105. インジケータがDNA構造を有する、請求項104に記載の方法。 106. インジケータがRNA構造を有する、請求項105に記載の方法。
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