遺伝間領域の再配列に基づくラッサウイルス生ワクチン候補の開発

A Lassa Virus Live-Attenuated Vaccine Candidate Based on Rearrangement of the Intergenic Region.

• Yingyun Cai
• Masaharu Iwasaki
• Daisuke Motooka
• David X Liu
• Shuiqing Yu
• Kurt Cooper
• Randy Hart
• Ricky Adams
• Tracey Burdette
• Elena N Postnikova
• Jonathan Kurtz
• Marisa St Claire
• Chengjin Ye
• Jens H Kuhn
• Luis Martínez-Sobrido
• Juan Carlos de la Torre

抄録

ラッサウイルス（LASV）は、西アフリカのラッサ熱流行地域において、公衆衛生上の重要な問題となっている。LASVは年間数十万人に感染し、かなりの数のラッサ熱症例が高い罹患率と致死率に関連しています。承認されたLASVワクチンはなく、現在の治療法はリバビリンの適応外使用に限られていますが、これは部分的にしか効果がなく、重大な副作用を伴うものです。ラッサ熱が人の健康に与える影響は，既存の対策が限られていることと相まって，LASVに対する有効なワクチンの開発の重要性を浮き彫りにしている．本研究では，LASVのL字型セグメントとS字型セグメントの両方にノンコーディング遺伝子間領域（IGR）が存在することを利用した組換えLASVワクチン候補（rLASV(IGR/S-S)）を開発し，その特性を明らかにした．培養細胞において、rLASV(IGR/S-S)は野生型のrLASV(rLASV-WT)に比べて適度にフィットしていなかった。さらに，培養細胞内での連続継代において，rLASV(IGR/S-S)は遺伝的に安定であった．これらの知見から、rLASV(IGR/S-S)は、LASV-WTと同じ抗原性組成を持ち、複数回の増殖中にLASVの遺伝子変化によって引き起こされる可能性のある病原性の増加の懸念を克服する、明確に定義された減衰メカニズムを持つLASVライブアッテネイトワクチン（LAV）に開発できることが示された。ラッサ熱の原因物質であるラッサウイルス（LASV）は、西アフリカで数十万人が感染し、致死的なラッサ熱患者が多数発生しています。米国食品医薬品局（FDA）の認可を受けたラッサウイルス感染症の予防・治療薬はない。本研究では，大ゲノムセグメントのノンコーディング遺伝子間領域（IGR）を小ゲノムセグメントに置き換えることで，新規のLASV生ワクチン候補であるrLASV（IGR/S-S）の作製を行った．重要なことに、rLASV(IGR/S-S)は免疫したモルモットをLASVへの致死的曝露から保護する。

Lassa virus (LASV) poses a significant public health problem within the regions of Lassa fever endemicity in Western Africa. LASV infects several hundred thousand individuals yearly, and a considerable number of Lassa fever cases are associated with high morbidity and lethality. No approved LASV vaccine is available, and current therapy is limited to an off-label usage of ribavirin that is only partially effective and associated with significant side effects. The impact of Lassa fever on human health, together with the limited existing countermeasures, highlights the importance of developing effective vaccines against LASV. Here, we present the development and characterization of a recombinant LASV (rLASV) vaccine candidate [rLASV(IGR/S-S)], which is based on the presence of the noncoding intergenic region (IGR) of the small (S) genome segment (S-IGR) in both large (L) and S LASV segments. In cultured cells, rLASV(IGR/S-S) was modestly less fit than wild-type rLASV (rLASV-WT). rLASV(IGR/S-S) was highly attenuated in guinea pigs, and a single subcutaneous low dose of the virus completely protected against otherwise lethal infection with LASV-WT. Moreover, rLASV(IGR/S-S) was genetically stable during serial passages in cultured cells. These findings indicate that rLASV(IGR/S-S) can be developed into a LASV live-attenuated vaccine (LAV) that has the same antigenic composition as LASV-WT and a well-defined mechanism of attenuation that overcomes concerns about increased virulence that could be caused by genetic changes in the LAV during multiple rounds of multiplication. Lassa virus (LASV), the causative agent of Lassa fever, infects several hundred thousand people in Western Africa, resulting in many lethal Lassa fever cases. No U.S. Food and Drug Administration-licensed countermeasures are available to prevent or treat LASV infection. We describe the generation of a novel LASV live-attenuated vaccine candidate rLASV(IGR/S-S), which is based on the replacement of the large genomic segment noncoding intergenic region (IGR) with that of the small genome segment. rLASV(IGR/S-S) is less fit in cell culture than wild-type virus and does not cause clinical signs in inoculated guinea pigs. Importantly, rLASV(IGR/S-S) protects immunized guinea pigs against an otherwise lethal exposure to LASV.