Evaluation of protective immune responses by recombinant BCG/vaccinia prime-boost AIDS vaccine in macaque model of SIV infection

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K06049
• Research Institution: Japan BCG Laboratory
• Principal Investigator: 松尾 和浩 日本ビーシージー製造株式会社(日本BCG研究所), 研究開発部, 部長(M職) (70521095)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 志田 壽利 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 客員教授 (00144395) ; 三浦 智行 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 准教授 (40202337)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: BCG / ワクシニアウイルス / サル免疫不全ウイルス / 細胞性免疫 / CTL

Outline of Annual Research Achievements

我々は、BCGのウレアーゼ欠損株（ΔUT-BCG）と弱毒ワクシニアLC16m8Δ（m8Δ）,そして非伝達性センダイウイルスによるプライムブースト法でカニクイザルを免疫する実験系において、SIV感染防御能がCD8+ T細胞によるin vitro SIV増殖抑制能と相関することを報告した。そこで本研究では、効率良くCD8+ T細胞を誘導するために、PEST配列に着目した。PEST配列はプロテアソームに細胞質内蛋白質を導き、そのプロセシングと抗原提示能を増強するため、効率的なCTLの誘導が期待できる。本研究では、PEST配列を付加したSIV抗原を発現するBCGでプライムし、m8Δでブーストする免疫法における免疫誘導と感染防御能を評価することを目的とした。
アカゲザル３頭に４種のΔUT-BCG (PEST-gag, PEST-pol, PEST-rtn, Env発現) の混合物を皮内接種し、８週後にm8Δ (PEST-gag, PEST-pol, PEST-rtn, Env発現)を乱刹法で接種して、さらに８週後に同量の組換えm8Δでブーストした。１回目ブースト４週後と２回目ブースト２週後に採血し、in vitro suppression (ISA)活性を測定した。１回ブースト後には３頭とも有意なISAは認められなかったが、２回目ブースト２週後にはMM649に高いISAを認めた。
m8Δ２回目ブーストの８週後に低用量のSIVmac251を経直腸感染し、経時的に採血して定量RT-PCR法によって体内ウイルス量を測定した。その結果、すべてのサルで感染は成立したが、強いISAを誘導していたMM649は感染が最も遅く、かつ体内ウイルス量も最小であった。非免疫サルとの比較では、どの値も動物数が少ないので有意差はないものの、set pointでのウイルス量が低く抑えられている傾向が認められた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

２年目の計画は、１年目に構築したPEST配列を挿入した各種SIV抗原遺伝子を組み込んだBCGおよびワクシニアウイルスLC16m8Δを用いて、プライムブースト法でアカゲザルに免疫し、in vitro suppression活性でSIV特異的なCTLの誘導を確認した後に、SIVmacを経直腸で攻撃接種して、血液中のウイルス量をモニターし、防御能を評価するというものであった。サルの免疫および感染実験は、ほぼ計画通りに実施し、３頭のサルの血液中のウイルス量の推移のデータを取ることができた。強いin vitro suppression活性を示した１頭のサルで、部分的ではあるがSIVmac感染防御能を示し、set pointでのウイルス量を検出限界近くまで低く抑えることを示した。以上のように、おおむね順調に進捗している。

Strategy for Future Research Activity

２年目までに、サルへのワクチン接種、SIVmac感染後の血液中ウイルス量モニタリングおよび剖検、各組織の採材まで完了した。３年目は、各組織中のプロウイルスDNA量を測定し、部分的にウイルス感染を防御したサルと防御できなかったサルで差が見られるかを確認し、以前に得られたアカゲザルでのワクチン評価のデータを併せて論文にまとめる。
組換えBCG/組換えワクシニアベクターによる本ワクチンレジメンにより、アカゲザルにおいてもウイルス特異的なCD8+ T細胞を誘導することが、抗HIVワクチンとしての重要なファクターであることを確かめることができたので、さらに有効性を高めるためにアジュバント分子との組み合わせ等によるCD8+ T細胞誘導能の強化が開発への重要なポイントとなる。

Causes of Carryover

サルの免疫・感染実験は剖検により完了したが、採材した各種組織のSIVプロウイルスの解析が未実施で、３年目に実施する予定である。論文化のためのデータ取り、免疫反応の確認実験のための物品購入費や論文投稿に必要な英文校正、掲載費用としての使用を予定している。

Research Products

• [Presentation] Protective effects of immunization using urease-deficient BCG, vaccinia LC16m8delta;, and Sendai virus expressing SIV genes (2019)
  • Author(s): Hisatoshi Shida, Seiichi Kato, Tomotaka Okamura, Tetsu Mukai, Makoto Inoue, Tsugumine Shu, Tomoyuki Miura, Yasuhiro Yasutomi, Kazuhiro Matsuo
  • Organizer: 第67回日本ウイルス学会学術集会