JP4011881B2 - HIV drug resistance test method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、HIVの薬剤耐性の試験方法に関する。より詳細には、本発明は、被験薬剤の存在下においてHIV―1を感染させた標的細胞が培養上清に分泌するレポータータンパク質を検出することによるHIVの薬剤耐性の試験方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
Human Immunodeficiency Virus type 1(HIV-1)はLentivirusに属するRetrovirusで、後天性免疫不全症候群AIDSの病原体である。その発見から既に十数年を経て、当初は不可抗力的に感染宿主の免疫系を破壊し、感染者の殆どは免疫不全に陥り死に至る感染症として認識されていた。しかしながら近年に至り、HIV―1のLife Cycleに必須な逆転写酵素とウイルス粒子形成に必要な成熟蛋白の開裂に関わるプロテアーゼに対する阻害剤が種々開発され、それらの組み合わせによる強力な抗HIV−1薬剤の投与(いわゆる、HAART療法(Highly Active AntiRetrovirus Therapy))により、感染者体内のウイルス量を高感度なPCR法による検出限界以下に抑えることが可能になり、一部の患者にとって、もはやHIV−1感染症は慢性感染症とみなされる程度までに至っている。
【0003】
しかしながら、多剤投与を中止するとHIV−1の速やかな増殖を来し、さらにこのウイルスの特性である逆転写酵素の変異導入率の高さから、投与薬剤に対する耐性ウイルスが容易に出現し、不用意な薬剤の選択により、同一作用機序に基づく複数の薬剤に耐性のウイルスを惹起し、以後の治療に困難をきたすことも多く報告されている。
【0004】
根治治療法が近い将来に得られる見込みが得られない現況では、抗HIV―1療法戦略は如何に迅速に耐性ウイルスの出現を捉え、個々の患者のウイルスに最も効果的な薬剤を組み合わせ、患者のウイルス量を低い定常状態に保つかに、重心が移ってくるものと考えられる。新たに開発される抗HIV−1薬剤を含め、多種多様な薬剤を用いて多様化するHIV治療法において、有効な薬剤選択の判定基準としてGenotypingとPhenotypingの薬剤耐性試験が挙げられる。
【0005】
GenotypingはPrimer DesignとPCR法によるHIV−1 pol遺伝子領域の増幅とその塩基配列解析が既にキット化され、技術的に確立し普及している。しかしながら検体中のウイルスゲノムの逆転写酵素あるいはプロテアーゼをコードする遺伝子のアミノ酸変異による薬剤耐性変異と、患者ウイルスの生物学的な薬剤耐性に関する成績との乖離がしばしば指摘されている。
【0006】
一方、Phenotypingは実際のウイルス耐性を反映するものの、現在標準法として用いられている末梢血単核球(PBMC)を用いた方法は、その標準化においていまだ解決すべき問題点が多々あることが指摘されている。例えば、ヒトPBMCを用いた耐性試験では結果が得られるのにしばしば数ヶ月を要し、PBMCのDonorのロットによるHIV感受性にばらつきが認められることから得られた結果の相互比較が困難であること、労力を要することから多検体を処理するには不向きであること、またHIV−1 gag蛋白p24 ELISAによるウイルス増殖の測定のため耐性試験に要する費用が嵩むことなどから限られた研究室でしかなされていないのが現況である。しかしながら、Phenotyping法はウイルスの生物学的耐性を反映していることから、薬剤選択の判断基準として欠かすべからざる情報を提供するものである。
【0007】
これらの問題点を克服するため、本発明者らは迅速簡便なHIV−1感染価測定細胞株MAGIC−5Aを用いた薬剤耐性試験について報告してきた(蜂谷敦子、相沢佐織、田中真理、高橋由紀子、平林義弘、井田節子、巽 正志、岡 慎一、CCR5発現HeLa/CD4−LTR−βGal細胞(MAGIC5 clone 1-10)を用いた抗HIV薬耐性検査に関する検討 第13回日本エイズ学会 1999年12月 東京、Hachiya, A., Aizawa-Matsuoka,S., Tanaka, M., Takahashi, Y., Ida, S., Gatanaga, H., Hirabayashi, Y., Kojima, A., Tatsumi,M. and Oka, S. : Rapid and simple phenotypic assay for drug susceptibility of human immunodeficiency virus type 1 by using CCR5-expressing HeLa/CD4 cell clone 1-10 (MAGIC-5) Antimicrob. Agents Chemother. 45: 495 - 501, 2001.)。この細胞株MAGIC−5AはHIV−1のレセプターであるCD4とコレセプターCXCR4およびCCR5をヒト子宮頚癌細胞株HeLaに安定に発現させるように形質転換し、感染したHIV−1の産生するTat蛋白により、組み込まれたLTR下流のSV40核移行シグナルを付け加えたβ−Galactosidaseを駆動し、X−Gal染色により迅速簡便に試料検体中のHIV−1の感染価を測定するように工夫したIndicator Cellである。この細胞株を用いることにより、患者血清からの迅速なウイルス分離と、それに引き続く、抗逆転写薬剤および抗プロテアーゼ薬剤に対する耐性株を2週間以内に検出しうることが報告されている。
【0008】
またこの細胞株はHIV−1の感染価測定という基本的技術をなすことから多くのHIV−1研究領域に応用されうる可能性がある。現在までの所、薬剤耐性Phenotype Assayおよび抗HIV薬剤スクリーニングなどにも応用されてきている。一般に用いられているHIV−1 gag蛋白p24のELISAによる測定もしくは逆転写酵素の活性測定に基づくものに比較して迅速、簡便、かつ経済的であるものの、この細胞株によるHIV感染価測定は顕微鏡下におけるX−galにより青染した細胞核の計数に基づくので、多検体迅速処理には向いていなかった。今後、抗HIV−1薬剤の開発が進展し、多くの薬剤が臨床応用されることが予測されることから、より迅速簡便な測定系が求められていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来技術の問題点を解消することを解決すべき課題とした。即ち、本発明は、HIV−1感染価測定細胞株を用いた迅速簡便な薬剤耐性試験方法を提供することを解決すべき課題とした。特に、本発明は、多検体を迅速に処理することができる薬剤耐性試験方法を提供することを解決すべき課題とした。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、MAGIC−5Aを用いたPhenotyping薬剤耐性試験をさらに迅速簡便および高感度に進化させることを目的として、インジケーター細胞MAGIC−5AにLTR下流にSEAP(分泌型アルカリホスファターゼ)を組み込んだ発現ユニットをさらに組み込み、HIV感染により培養上清に分泌されるアルカリホスファターゼを化学発光で検出することによりHigh throughputな測定系を確立することに成功した。さらにこの細胞を用いた薬剤耐性試験により、各種抗HIV薬に対するHIVの薬剤耐性を評価できることも判明した。本発明はこれらの知見に基づいて完成したものである。
【0011】
即ち、本発明は、ヒトHeLa細胞に、HIV−1レセプターであるCD4とコレセプターCXCR4及びCCR5を安定に発現できるように形質転換した動物細胞に、HIV−1 LTR配列の下流に、分泌型レポータータンパク質として分泌型アルカリホスファターゼSEAPをコードする遺伝子を有する発現ベクターを導入して形質転換することによって、HIV―1感染により分泌型レポータータンパク質を発現することができるヒトHeLa細胞由来動物細胞株FERM P−18078を樹立することに成功したものであり、該樹立された動物細胞株を用いて、該動物細胞株を被験薬剤の存在下においてHIV−1を含む試料と接触させ、HIV−1感染により培養上清に分泌されるレポータータンパク質を検出することにより、多検体を迅速、高感度に試験することができるHIVの薬剤耐性の試験方法を確立することに成功したものである。
【0012】
好ましくは、分泌型レポータータンパク質は比色反応、蛍光発光または化学発光の何れか1種以上の測定系で検出できるタンパク質である。特に好ましくは、分泌レポータータンパク質はアルカリホスファターゼ、ルシフェラーゼ又はペルオキシダーゼである。
【0013】
本発明で用いる動物細胞は、HIV―1 LTR配列の下流に分泌レポータータンパク質をコードする遺伝子を有する発現ベクターを形質転換することにより得られる細胞である。本発明で用いる動物細胞は、哺乳類動物細胞に由来する細胞であり、ヒトHeLa細胞に由来する細胞である。本発明で用いる動物細胞は、受託番号FERM P−18078を有する動物細胞株である。
【0014】
好ましくは、被験薬剤は、逆転写酵素阻害剤又はプロテアーゼ阻害剤を含む抗HIV薬剤であり、被験薬剤としては2種類以上の薬剤の組み合わせを使用することもできる。
好ましくは、培養上清に分泌されるレポータータンパク質を比色反応、蛍光発光または化学発光の何れか1種以上の測定系で検出する。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の薬剤耐性の試験方法は、HIV−1感染により分泌型レポータータンパク質を発現することができる動物細胞を被験薬剤の存在下においてHIV−1を含む試料と接触させ、HIV−1感染により培養上清に分泌されるレポータータンパク質を検出することを特徴とする。先ず、本発明で用いる、HIV−1感染により分泌型レポータータンパク質を発現することができる動物細胞について説明する。
【0016】
本発明で用いる動物細胞株を樹立するための動物細胞としては、HIV−1が感染することができる細胞であれば、その種類は特には限定されないが、通常、HIV―1の感染には、HIV−1ウイルスレセプターCD4が必要とされることから、本発明で用いる動物細胞は、HIV−1ウイルスレセプターCD4を有していることが好ましい。また、本明細書中で上記した通り、HIV−1の標的細胞への侵入過程には細胞側の主要ウイルスレセプターであるCD4分子以外に、T細胞指向性HIV−1はCXCR4を、マクロファージ指向性HIV―1はCCR5をコレセプターとして用いていることから、本発明で用いる動物細胞もこれらのコレセプターを有していることが好ましい。広範なHIV−1の感染価を分析することを目的とする場合には、CXCR4及びCCR5の両方を発現している動物細胞を使用することが好ましい。
【0017】
これらのHIV−1ウイルスレセプターCD4とHIV−1ウイルスコレセプターは出発となる動物細胞がもともと保持し、かつ発現している場合にはそれらをそのまま利用すればよい。また、出発となる細胞がこれらを発現していない場合には、好適な発現ベクターに上記レセプターまたはコレセプターをコードする遺伝子を組み込んだ組み換え発現ベクターを出発動物細胞に導入することにより、当該レセプターまたはコレセプターを当該動物細胞中に発現させることができる。
【0018】
本発明で用いる動物細胞を樹立するために用いることができる出発細胞の種類は特に限定はされないが、好ましくは哺乳類(例えば、ヒトまたはサルなどの霊長類や、マウス、ラット又はハムスターなどのげっ歯類など)の動物細胞であり、より具体的には、ヒト由来HeLa細胞又はヒト由来HOS細胞などが挙げられる。
【0019】
目的のレセプター又はコレセプターを発現している細胞を選択するための手法としては、当該レセプター又はコレセプターを含む組み換え発現ベクター中に抗生物質耐性遺伝子を当該レセプター又はコレセプターと一緒に発現され得るように組み込んでおき、当該抗生物質を含む培地中で培養することにより、目的のレセプター又はコレセプターを発現する細胞を選択することができる。また、目的の細胞を一つの細胞に由来する単一の細胞としてクローニングするための手法としては限界希釈法を挙げることができる。
【0020】
例えば、構成的にCXCR4を発現しているHeLa細胞は出発細胞として使用する場合には、このHeLa細胞に抗生物質耐性遺伝子(例えば、ネオマイシン(Neo)耐性遺伝子)を乗せたマウスレトロウイルスベクターを形質転換してCD4を発現させ、所望によりLTR−βGal発現ユニットをハイグロマイシン(Hygromycin)耐性遺伝子とともに形質転換し、生育細胞を選択する。さらに、CD4発現増強のためのCD4発現とPuromycin耐性を形質転換体に付与する発現ベクター、並びにCCR5発現とBlasticidin耐性を形質転換体に付与する発現ベクターを上記細胞に形質転換し、限界希釈法により目的とする細胞をクローニングする。この操作でクローニングされる目的細胞は、G418、Hygromycin、PuromycinおよびBlasticidinの合計4種の選択薬剤に対して耐性を有している。
【0021】
本発明で用いる動物細胞は、HIV−1感染により分泌型レポータータンパク質を発現することができることを特徴とする。本発明で用いる動物細胞はHIV−1感染により分泌型レポータータンパク質を発現し、発現した分泌型レポータータンパク質は細胞外に分泌され、培養液中に放出される。本発明で用いる動物細胞を含む培養系にHIV−1を含む試料を添加し、その培養液を採取し、該培養液中に分泌されたレポータータンパク質を適当な方法で検出又は分析することにより、試料中のHIV−1の感染価を測定することができる。
【0022】
培養液中に分泌されたレポータータンパク質の検出方法は特に限定されないが、例えば、比色反応、蛍光発光または化学発光などにより検出する方法が挙げられる。分泌レポータータンパク質の種類は特に限定されないが、種々の酵素活性基質が入手しやすく、測定感度が高く、測定手技の簡略化が可能なものが好ましく、例えば、アルカリホスファターゼ、ルシフェラーゼ又はペルオキシダーゼなどが挙げられ、この中でもアルカリホスファターゼが特に好ましい。
【0023】
本発明によるHIV−1感染により分泌型レポータータンパク質を発現する動物細胞を作成するための好ましい方法の一つとしては、HIV−1 LTR配列の下流に分泌レポータータンパク質をコードする遺伝子を有する発現ベクターを動物細胞に形質転換する方法が挙げられる。上記方法で用いる発現ベクターには、所望の細胞の選択のための薬剤耐性遺伝子が含まれていることが好ましい。
【0024】
例えば、本明細書中で上記したようなG418、Hygromycin、PuromycinおよびBlasticidinの合計4種の選択薬剤に対して耐性を有し、CXCR4、CD4およびCCR5を発現する細胞に対して、分泌レポータータンパク質をコードする遺伝子を有する発現ベクターを形質転換することにより、本発明で用いる動物細胞を作成することができる。この場合、分泌レポータータンパク質をコードする遺伝子を有する発現ベクター中に組み込むことができる薬剤耐性遺伝子としては、上記4種の薬剤耐性遺伝子以外であればよく、例えば、Zeocin耐性遺伝子などが挙げれる。
【0025】
より具体的には、分泌レポータータンパク質をコードする遺伝子を有する発現ベクターを、HIV−1ウイルスレセプターCD4とHIV−1ウイルスコレセプターとを有する細胞にトランスフェクションし、薬剤で選択し、生存コロニーを得ることができる。これらを増殖させたクローン細胞をマイクロプレートに2重に播き、一方はHIV−1を感染させ、他方は非感染対照とする。感染2日後、培養上清を採取し、65℃で15分間処理して内在性アルカリホスファターゼとHIVの不活化する。培養上清に分泌されたSEAPは例えば、p-Nitrophenol phosphateを基質とした比色反応で測定し選別することができる。HIV非感染ではSEAP活性が低く、HIV感染により高いSEAP活性を示すクローンを選別することにより、目的の細胞を樹立することができる。
上記した方法で樹立することができる細胞の一例としては、受託番号FERMP−18078を有する細胞が挙げられる。
【0026】
本発明で用いる動物細胞の培養方法、培養条件は細胞の種類、性質などに応じて適宜選択することができる。例えば、HeLa細胞に由来する細胞株の場合には、抗生物質(例えばKanamycin等)を含み、5%FCSを添加したDulbecco's Modified Minimum Essential Medium(High glucose ; Gibco)中で37℃で5%CO2で培養することができる。
【0027】
本発明の薬剤耐性の試験方法は、上記したような動物細胞を被験薬剤の存在下においてHIV−1を含む試料と接触させ、HIV−1感染により培養上清に分泌されるレポータータンパク質を検出することを特徴とする。
被験薬剤としては、抗HIV薬が好ましく、より具体的には、逆転写酵素阻害剤又はプロテアーゼ阻害剤を含む抗HIV薬剤が好ましい。逆転写酵素阻害剤としては、AZT/ZDV(zidovudine:3'-Azido-3'-deoxythymidine)、d4T(sanilvudine:2',3'-didehydro-3'-deoxy-thymidine)、3TC(lamivudine:2'-deoxy-3'-thiacytidine)、COM(ZDV/3TC合剤)、ddI(didanosine:2',3'-dideoxyinosine)、ddIEC(didanosine:2',3'-dideoxyinosine)、ddC(zalcitabine:2',3'-dideoxycytidine)、ABC(abacavir)、NVP(nevirapine)、EFV(efavirenz)、DLV(delavirdine)などが挙げられ、またプロテアーゼ阻害剤としてはRTV(ritonavir)、SQV(saquinavir)、NFV(nelfinavir)、IDV(indinavir)、APV(amprenavir)、LPV(ritonavir)などが挙げられる。
また、被験薬剤としては2種類以上の薬剤の組み合わせを使用することもできる。
【0028】
本発明の方法を実施するには、先ず、HIV−1感染により分泌型レポータータンパク質を発現することができる動物細胞をマイクロプレートに接種し、HIV−1を含む試料を培地で段階的に希釈し、各穴に添加する。さらに適当な希釈系列の抗HIV薬を添加し、適当な培養条件(例えば、温度37℃で5%CO2)で一定時間インキュベートした後、各穴の上清を回収する。次いで、内在性レポータータンパク質とHIVの不活化のために65℃で15分間加熱する。この上清を用いて常法に従って、レポータータンパク質のアッセイを行うことができる。レポータータンパク質がアルカリホスファターゼの場合には、例えば、p−ニトロフェノールホスフェートを基質とした比色反応、MUPを基質とした蛍光発光、及びCSPDを基質とした化学発光測定系などを利用することができる。以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は実施例によって限定されることはない。
【0029】
【実施例】
実施例1:HIV−1感染により分泌型レポータータンパク質を発現することができる動物細胞の樹立
全てのHeLa細胞由来細胞株は、抗生剤として50μg/mlのKanamycinを含み、5%FCSを添加したDulbecco's Modified Minimum Essential Medium(High glucose ; Gibco)で37℃で5%CO2で培養した。既に本発明者が樹立したCCR5発現MAGI細胞株MAGIC−5Aは、元来の親株HeLa細胞にNeo耐性遺伝子を乗せたマウスレトロウイルスベクターによりCD4を発現し、LTR―βGal発現ユニットはHygromycin耐性遺伝子とともに乗せて選択されFACS(Fluorescent Activated Cell Sorter)で選別された細胞株であるMAGI細胞株にさらにCD4発現増強のための発現ベクターpEFBOSpacCD4(CD4発現とPuromycin耐性をTransformantに与える)、CCR5発現のため発現ベクターpEFBOSbsr(CCR5発現とBlasticidin耐性をTransformantに与える)により形質転換され限界希釈法によりクローニングされ樹立した細胞株で、G418、Hygromycin、PuromycinおよびBlasticidinの合計4種の選択薬剤に耐性になっていた。
【0030】
HIV-1 subtype B由来のLTRの下流にpSEAP2-Basic(Clontech)からTranscriptional Blockerとともにレポーター遺伝子として分泌型アルカリホスファターゼ(SEAP)を組み込み、さらに新たな選択遺伝子としてZeocin耐性遺伝子を載せた発現ベクターを構築した。この発現ベクターをMAGIC−5A細胞株にトランスフェクション後、Zeocinで選択培養し生残したコロニー165個を得た。これらの増殖させたクローン細胞を96穴マイクロプレートに2重に播き、一方はHIV−1を感染させ一方は非感染対照とした。感染2日後培養上澄100μl採取し、内在性アルカリホスファターゼとHIVの不活化のため65℃で15分間処理し測定まで−20℃で保存した。検体中の分泌されたSEAPはL-Homoarginineを内在性アルカリホスファターゼ阻害剤として添加したp−ニトロフェノールホスフェートを基質とした比色反応で測定し選別した(Berger J. et al., Secreted placental alkaline phosphatase : a powerull new quantitative indicator of gene expression in eukaryotic cells. Gene 66 : 1-10, 1988)。
【0031】
HIV非感染ではSEAP活性が低く、HIV感染により高いSEAP活性を示すクローンを選別し、選択薬剤非存在下で連続2回の限界希釈法を行った。即ち、200μg/mlのZeocin存在下の選択培養で総計162個の生残コロニーが得られた。しかしながら生残した殆どのコロニーはHIV感染の有無にかかわらず高いSEAPを分泌していた。2個の数少ないコロニーから、HIV非感染ではBackgroud程度のSEAPしか検出せず、HIV感染により多量のSEAPを分泌する細胞群から2度にわたる限界希釈法で安定したHIV−1感受性を示したクローンMAGIC−5/SEAP 3−1−1を樹立した。
MAGIC−5/SEAP 3−1−1は、FERM P−18078として、平成12年10月16日付けで工業技術院生命工学工業技術研究所、日本国茨城県つくば市東1丁目1番3号(郵便番号305−8566)に寄託されている。
【0032】
実施例2:薬剤耐性試験
(方法)
1.対象者及びウイルス分離
1997年12月から1999年1月までに国立医療センターエイズ治療研究開発センターに通院した患者137名245検体について検査を行った。同意を得た患者から採血し、plasmaを分離した。分離前日に5%FCSを添加したDulbecco's MEM培地に懸濁したMAGIC5A(巽 正志、小島朝人:HIV−1感染価測定に適したCCR5発現HeLa/CD4-LTR-beta Gal細胞の樹立と応用について 第10回日本エイズ学会総会、1997年12月、熊本。Tsumi,M. and Kojima,A.: Establishment of HeLa/CD4-LTR=bGal expressing CCR5 suitable for infectivity assay of T- and M-tropic HIV-1 and its application to clinical isolation and cloning of virus. The XIIth International Congress of AIDS, Geneve, Switzerland, June, 1998)を48穴マイクロプレートに20,000個/well播き、終夜培養で細胞を付着させた。感染当日患者由来のplasma 1mlを微量遠心機で15,000rpm 40分間遠心してウイルスを沈殿させ、上澄900μlを取り除き、400μlのInfection Medium(20μg/ml DEAE−Dexran 5%FCS−D’MEM)を加え、懸濁後MAGIC−5A細胞に接種した。37℃ 5%CO2インキュベーターで2時間培養し、5%FCS−D’MEM培地に交換後、ウイルス分離陽性まで観察培養を継続した。分離したウイルスは使用するまで−80℃に保存した。
【0033】
1.薬剤耐性試験
感染価測定:
感染前日に96穴マイクロプレートにMAGIC―5A細胞を10,000個/well播き培養し、感染当日、ウイルスを融解しInfection Mediumにて1倍から1000倍まで段階希釈し、各ウェルに100μlずつ接種し、2時間培養し、洗浄後新鮮な培養液を加えさらに培養した。48時間後培養液を除去し、PBSで洗浄後、固定液(1%ホルムアルデヒド、0.2%グルタルアルデヒド、PBS中)を100μl/ウェル加え、室温で5分間固定し、再度PBSで洗浄後染色液(4mM フェロシアン酸カリウム、4mM フェリシアン酸カリウム、16mM MgCl2、400μg/ml X−gal、PBS中)を100μl/well加え37℃で2時間インキュベートし、顕微鏡下で細胞核が青く染まった細胞数を計測し、試料検体中のHIV−1感染価とした。以後の薬剤耐性試験では96穴マイクロプレートの各穴に100〜300bcc(Blue cell count)になるように検体を希釈し用いた。
【0034】
逆転写酵素阻害剤:
感染前日に96穴マイクロプレートにMAGIC−5AもしくはMAGIC−5/SEAP細胞を10,000個/well播き、培養してあらかじめ細胞を付着させた。感染当日、100〜300bccのウイルスをInfection Mediumにて希釈し、100μlずつ加えた。さらに10倍希釈系列を作製した抗ウイルス薬を100μlずつ加え、37℃、5%CO2インキュベーターにて培養した。48時間後、MAGIC−5A細胞の方は上記のように染色を行い、Blue cell数をかぞえ、一方MAGIC−5/SEAP細胞(受託番号FERM P−18078)の方は培養上澄を採取し、そのアルカリホスファターゼ活性をReporter Assay Kit-SEAP-(SAK-101;Toyobo Co. Japan)を用いて化学発光をLuminometerにより計測し、またp−ニトロフェノールホスフェートを基質とした比色反応では波長405nmで測定した。薬剤を加えていないウェルの値を100%とし、50%増殖阻止が得られた濃度をIC50とした。
【0035】
プロテアーゼ阻害剤:
100〜300bccとなる濃度のウイルスをInfection Mediumにて希釈し、96穴マイクロプレートに予め播いておいたMAGIC−5A細胞に100μlずつ加えた。さらに10倍希釈系列を作製した抗ウイルス薬を100μlずつ加え、37℃、5%CO2インキュベーターにて培養した。72時間後、前日用意しておいたMAGIC−5AおよびMAGIC−5/SEAP細胞の96穴のプレートに上清100μlとInfection Medium 100μlを加え培養した。48時間後、逆転写酵素阻害剤薬剤の項と同様にして、阻害剤を加えていないウエルの値を100%とし、50%増殖阻止が得られた濃度をIC50とした。
なお、全ての耐性試験には阻害剤感受性ウイルスの対照として感染性分子クローンHIV−1 NL432株を平行してアッセイし、この株のIC50値に対して何倍の耐性として、臨床分離株の耐性を表現した。
【0036】
Genotype(遺伝子型)での耐性検査:
患者血漿100mlからハイピュアRNAアイソレーションキット(Roche)を用いてRNAの抽出を行い、One Step RNA PCR Kit(Perkin Elmer)を用い、HIV−1のpo1領域を増幅した。Wizad TM PCR Prep DNA Purification System(Promega)を用いてPCR反応産物を濃縮し、電気泳動した後、目的のフラグメントを含むゲル部位を切り出し、SUPREC−01(Takara Co.)を用いて精製を行った。こうして得られた各サンプルの塩基配列をAuto sequencer(ABI model 310)を用いて決定した。アミノ酸配列は、塩基配列より推定し、耐性の有無を調べた。
【0037】
(結果)
1.MAGIC−5Aとウイルス量の相関
MAGIC−5Aを用いて、210検体中129検体からウイルスを分離した。また患者plasma中のウイルス量とウイルス分離率を調べたところ、ウイルス量が4乗以上で分離率77%、4乗未満で8%であった。このことからウイルス量が4乗以上であれば、この方法を用いてウイルス分離が可能であると認められた。
【0038】
2.NL432における再現性
逆転写酵素阻害剤としてAZT(3'-Azido-3'deoxythymidine)、d4T(2',3'-didehydro-3'-deoxy-thymidine)、および3TC(2'-deoxy-3'-thiacytidine)で、またプロテアーゼ阻害剤としてRTV(ritonavir)、SQV(saquinavir)、およびNFV(nelfinavir)についてHIV-1 Wild株感受性ウイルスとしてNL432での薬剤耐性試験の再現性(triplicate×5回)を調べたところ、表1に示す通り良好な再現性が示された。
【0039】
【表1】
【0040】
3.表現型(phenotype)と遺伝子型(genotype)の比較
このMAGIC−5Aを用いて、得られた臨床分離株129検体と実験室株2検体を用いて、各薬剤の耐性検査を行った。さらに臨床分離株は、AZT46検体、d4T47検体、3TC48検体、RTV41検体、SQV41検体、およびNFV43検体について、遺伝型と解析結果と比較した。また無治療での各薬剤に対するIC50の値をTable.2に示した。無治療であるにもかかわらず、AZT、RTV、SQV、NFVについては、NL432と比べ4倍以上耐性に傾いていることが認められた。
【0041】
【表2】
【0042】
以下、それぞれの薬剤に対する耐性検査結果を記載する。
AZT(図1を参照):NL432を用いて得られた値を1倍とし、無治療群でのAZTに対するphenotypeでの耐性の度合いは、0.1〜5倍(平均1.2倍)であった。それに比べgenotypeでの耐性変異がアミノ酸配列番号41,215位の単独もしくは、両者の組合わさった変異が認められた場合、2.6倍〜106倍(平均70倍)と耐性に傾くことがわかった。また以前から報告があるように、41,215,184位が変異すると耐性ではなく、0.53〜14倍(平均6.7倍)と感受性を取り戻していることが確認された。そしてこの3つの組み合わせに、67,219位の耐性変異が加算された場合には、2.6〜106倍(112倍)となり、再び高度耐性を獲得していることがわかった。
【0043】
3TC(図2を参照):無治療群での3TCに対するphenotypeでの耐性の度合いは、0.12〜3.86(平均1.4倍)であった。それに比べgenotypeで184位の耐性変異が認められた場合、すべての検体において120倍以上の高度耐性を獲得していた。また184位がwild typeであっても他の逆転写酵素阻害剤や3TCの治療歴がある場合は0.12〜31倍(平均9.5倍)と低い耐性が認められた。
【0044】
d4T(図3を参照):無治療群でのd4Tに対するphenotypeでの耐性の度合いは、0.4〜3.2倍(平均1倍)であった。d4Tでは耐性に関連するアミノ酸置換は不明な部分が多く、現在知られている75位の変異との相関を調べてみたが、当センターにおいて75位に対する変異を獲得したウイルスは見つかっているものの、耐性変異と報告されているアミノ酸置換ではなかった。しかし3TCと同様,75位がwild typeであっても他の逆転写酵素阻害剤や3TCの治療歴がある場合は0.04〜8.18倍(平均2.3倍)と低い耐性が認められた。
【0045】
RTV(図4を参照):無治療群15名、またRTVの治療歴があるがgenotypeでの耐性変異が全く認められない6名に対するphenotypeでの耐性変異の度合いは、0.33〜2.53倍(平均0.8倍)であった。primary mutationである82位がwild typeであり、secondary mutationが1つ(36か71位)の変異があれば0.33〜1.33倍であるが、2つ以上の変異が伴うと12〜106倍(平均72倍)と中等度耐性から高度耐性を獲得していた。そしてprimary mutationである82位の耐性変異が伴うと、secondary mutationの数にかかわらず、すべて100倍前後(平均105倍)の高度耐性を獲得していた。
【0046】
SQV(図5を参照):無治療群16名、またSQVの治療歴があるがgenotypeでの耐性変異が全く認められない12名に対するphenotypeでの耐性変異の度合いは、0.1〜10倍(平均1.9倍)であった。またsecondary mutationが1つ(10か82位)の変異であれば、0.34〜3.2倍であるが、primary mutationである90位に耐性変異が認められると6.6〜100倍(平均60.7倍)と中等度耐性から高度耐性を獲得していた。
【0047】
NFV(図6を参照):無治療群4名、またNFVの治療歴があるがgenotypeでの耐性変異が全く認められない2名に対するphenotypeでの耐性変異の度合いは、0.33〜10倍であった。そして無治療であるにもかかわらず、secondary mutationである36、63、77位の単独変異もしくは63,77位の組合わさった変異については、ウイルスのpolymorphismであると考えられた。そのため無治療群ではsecondary mutationが1つであれば、0.3〜4.6倍(平均1.2倍)、2つ同時に認められれば0.3〜1.5倍(平均1.3倍)とどちらも感受性を示しているのに対して、治療群については1つであれば、0.6〜103倍(平均21.3倍)、2つ同時に認められれば10.6〜333倍(平均115倍)と中等度耐性から高度耐性を獲得していた。またprimary mutationである30位に耐性変異が認められると53〜333(平均165倍)と高度耐性を獲得していた。
【0048】
MAGIC−5AとMAGIC−5/SEAP細胞を用いた薬剤耐性試験の相関:上記で基本的にMAGIC−5Aを用いたBlue Cell Countで計測した検体を同時に、MAGIC−5AとMAGIC−5/SEAP細胞を用いた感染価測定系で平行してその薬剤耐性を検討した。AZT,NVPおよびNFVについてそれぞれ26検体を、横軸にSEAP、縦軸にBlue Cell Countで得られた各薬剤のIC50を示す濃度をプロットすると、高濃度域から低濃度域にわたる広い濃度域で高い相関を示した。またこの相関は、実験室株HIV−1 NL432に対する相対的な耐性度としてプロットしても同様に、高い相関を示した(図7及び図8を参照)。MAGIC−5A細胞を用いたBlue Cell CountとMAGIC−5/SEAP細胞を用いたChemiluminescence測定は、途中の培養過程に係わる労力はほとんど変わらないが、最終段階の測定の際、Blue Cell CountはComputer Softによる画像処理によりその労力は軽減するもの、マイクロプレート1枚を読み切るには1時間弱の時間がかかるのに対して、マイクロプレート対応のLuminometerを用いれば数十秒で測定が終了するのは、多検体処理が必要な際は、かかる労力は大きくことなる。検出感度の点では、例えば96穴マイクロプレートの穴に接種された検体中に感染性HIV−1が十数個の時でも、MAGIC−5A細胞では固定して直接顕微鏡下で判定できる利点があるが、MAGIC−5/SEAPでもHIV−1非感染のバックグラウンドの数倍の有意な化学発光値が得られ、なおかつ培養を継続して翌日にはより明確な計測値が得られる利点もある。しかしながら、薬剤耐性試験に関しては、培養の初めに充分な感染価(100〜300bcc/well)のウイルスを接種するので実際には問題にはならない。またデータには示さないが、p−ニトロフェノールホスフェートを基質とした比色反応でも化学発光での測定系と比べて感度の点では劣るものの、充分実用に耐える成績が得られた。
【0049】
次に、新たに許可された抗HIV薬であるアバカビア(ABC)、ネビラピン(NVP)およびアンプレナビア(APV)について、標準ウイルス株としてHIV―1NL432を用いて薬剤耐性試験の再現性を検討した。その結果、表3に示すように良好な再現性が得られた。以下、それぞれの薬剤に対する耐性試験結果を記載する。
【0050】
【表3】
【0051】
アバカビア(ABC)(図9を参照):逆転写酵素阻害剤であるアバカビア(ABC)は、65,74,115,184の耐性変異が知られている。無治療者では平均して16.2倍と耐性に傾いた。さらに184に74の耐性変異が加わると26.1倍と耐性度が上昇した。
【0052】
ネビラピン(NVP)(図10を参照):非拡散系逆転写酵素阻害剤であるネビラピン(NVP)は103,106,108、181,190の耐性変異が知られている。これらはすべてNVPに対するprimary mutationである。無治療者が1.05倍であり、逆転写酵素阻害剤を使用したことがある患者においても1.51倍と感受性の範囲であった。つまり逆転写酵素阻害剤とネビラピンでは交差耐性は認められなかった。また181の変異の27.6倍を除いて、そのほか全ての(106、103、190)耐性度が100倍以上と値が振り切れており、高度耐性を獲得していた。また、非拡散系逆転写酵素阻害剤のほとんどの耐性変異は交差耐性として認められているが、唯一NVPの106の耐性変異はEFV(エファビレンツ)に対して交差耐性が認められていない。今回測定した106の耐性変異が認められた検体は、NVPに対して131倍以上と高度耐性であるが、EFVに対して5.7倍と耐性を獲得していないことがわかった。
【0053】
アンプレナビア(APV)(図11を参照):無治療者では1.47倍であり、また無治療でありながらポリモフィズムとして10に変異を獲得している検体でも1.04倍と感受性の範囲であった。しかし同じ10に変異が認められ、治療を行っているものについては19.6倍と耐性度が上昇していることがわかった。さらにアンプレナビアのsecondary mutationである10,46,84がそろうと、平均して232倍と耐性度が上昇していた。プロテアーゼ阻害剤であるアンプレナビアは、primary mutationである50が他のプロテアーゼ阻害剤に対する耐性変異ではないため交差耐性の少ない薬剤として知られていたが、しかし、secondary mutationだけでも複数存在すれば他のプロテアーゼ同様耐性に傾くことがわかった。また以前にParkinらによると過去にIDL、NFVを使用した患者の20%で見られるN88Sの変異は、APVに対しても感受性が戻ると報告(Journal of Viorology, 2000, 4414-4419)していた。今回のアッセイにおいても46の耐性変異が認められる群では24.2倍耐性であるのに対し、46にN88Sが認められていると5.5倍と感受性が戻り、これらの患者は過去にNFVによる治療を受けていたことがわかった。
【0054】
(考察)
現在、薬剤耐性変異ウイルスを検出するためには、(1)薬剤作用領域の塩基配列の変異を調べる遺伝子型(genotype法)と(2)直接HIVを薬剤存在下で培養し、増殖を抑えることのできる濃度(IC50、IC90)を求めて評価する表現型(phenotype法)、そして(3)組換え(recombinant)DNA技術を利用し、患者由来の感染性recombinant HIVを作り、phenotype法を行うrecombinant virus assayの3つが挙げられる。このうち短時間で、操作性にも優れ、比較的容易に結果が得ることができるgenotype法が主流となっているが、その反面、報告されていない耐性変異の出現や複数の変異蓄積した場合での総合的な判断は難しいとされている。それに比べ、耐性度を総合的に判断することができるphenotype法での検出方法は、現在急速に改善されつつあるとはいえ、いまだに時間や費用、労力が必要であると考えられ、一般的には行われていない。またrecombinant virus assayについても、患者由来のウイルスの薬剤作用領域をHIVベクタープラスミドに組み込む技術が非常に熟練を要し、得られた組換えウイルスが増殖しないことも多く、さらにpo1遺伝子などの薬剤作用領域以外の領域がHIV−1粒子形成に関与していることが知られており、得られた組換えウイルスが実際の患者体内のウイルスの性状を反映しているか判明していないことからphenotype法と同様、一般的にはおこなわれていない。
【0055】
そこで今回本発明者らは、MAGIC−5AとMAGIC−5/SEAP細胞株によるphenotype法を用いて、これらの問題を解決し、臨床分離株から直接、感受性試験を迅速に行うことを目的とし、検査を行った。従来でのPBMCを用いたphenotype法では、結果が得られるまでに数ヶ月を要し、また判定するのにp24を測定するという点でコストがかかるが、この細胞を用いることによりウイルス分離から薬剤感受性試験までわずか2週間ほどで結果が得ることができ、細胞の染色もしくは培養上澄の酵素活性測定により感染の有無を迅速に判定することができた。
【0056】
本実施例の結果から、無治療の患者ではコントロールであるNL432に比べ、耐性の度合いが平均して1倍前後であったが、中には10倍という検体が認められた。これらのウイルスは、genotype法でも耐性変異が認められていないにもかかわらず、phenotype法では低度耐性を獲得していることが判明し、今後臨床において治療開始時の薬剤選択の判断に参考となるデータであることがわかった。さらにgenotype法とphenotype法を比較したところ、アミノ酸配列番号75位の耐性変異を検出出来なかったd4Tを除く薬剤については、良好な相関が得られた。しかし3TC、d4Tについては、wild typeであっても、逆転写酵素阻害剤の治療歴があるものでは、低度耐性が認められた。
【0057】
またAZTについても41,184,215位のアミノ酸変異が同時に認められた場合は、感受性が復帰していることも、この細胞を用いて確認された。しかしこのようなアミノ酸変異によって起こる感受性の変化が、酵素と基質との反応、相互作用という点からどのように起こっているかについては、現段階の技術と知識では明らかにされていない。さらにプロテアーゼ阻害剤では、primary mutationが認められると100倍前後の高度耐性を示し、genotype法とphenotype法で得られた結果が一致したことが認められた。HIV−1ウイルスは薬剤投与下に適応するためsecondary mutationを獲得することが知られている。他のプロテアーゼ阻害剤で治療歴のある患者では、NFVに対する反応が50%程度しかないということが報告されたが、今回のこのようなケースにおいてNFVに対するprimary mutationが認められなくてもsecondary mutationが見つかった。このsecondary mutationは、無治療の患者では感受性に示しているものの、プロテアーゼ阻害剤に治療歴がある患者については、耐性を示しているということが、phenotype法により示唆された。これらの成績からMAGIC−5Aを用いたphenotype法は、genotype法で判断できなかった耐性の度合いを明確にし、今後の多剤併用療法で使用する薬剤選択の判断の一つとして有用であると考えられた。
【0058】
薬剤耐性試験におけるMAGIC−5AとMAGIC−5/SEAP細胞を用いた成績の比較から、両者間では高い相関が得られた。このことはMAGIC−5/SEAP細胞がMAGIC−5A細胞を親株としてさらにHIV−1感染によりSEAPを細胞外に分泌するように改変したことからも予測された。しかもReporterとしてはSEAPを用いた系の方がβ−ガラクトシダーゼに比べ、化学発光試薬を加えたあとの安定性及び操作の迅速簡便性においても格段に優れていた。検出感度の点についてもSEAPの方が優れていたため、接種するウイルス量が少なくても測定が可能であった。またMAGIC−5/SEAPを用いたAssay系は、細胞を播き、薬剤と同時にウイルスを接種し、培養上澄を採取して酵素基質液を添加して測定機にかけるのみで実測値が得られ、現在用いられているp24 ELISAあるいはRT Assayとくらべ操作手順は格段に簡略化されており、Work Stationによるロボット化への変換も可能であると考えられる。MAGIC−5A細胞株による患者検体からのウイルス分離とMAGIC−5/SEAPによる薬剤耐性Phenotyping Assayにより概略2週間程の短期間で薬剤耐性が判明することは、早期の耐性ウイルスの検出と、感受性薬剤の選定に有用であり、今後新たに承認される薬剤についても測定を行い、Conbination Therapyとして様々な薬剤の組み合わせに対応しえるHigh Throughputな薬剤耐性試験系の構築になくてはならない測定系となることが期待される。
【0059】
また、新たに許可された抗HIV薬であるABC、NVPおよびAPVについても本試験法により、効率的なおかつ鋭敏に耐性ウイルスを検出しえることが判明した。このことは今後、さらに開発され臨床応用が期待されている様々な抗HIV薬についても本試験が対応しえる柔軟性をもつことを意味する。
【0060】
【発明の効果】
本発明により、HIV−1感染価測定細胞株を用いた迅速簡便な薬剤耐性試験方法、特に多検体を迅速に処理することができる薬剤耐性試験方法を提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、表現型でのAZT耐性と遺伝型との相関関係を示す図である。
【図2】図2は、表現型での3TC耐性と遺伝型との相関関係を示す図である。
【図3】図3は、表現型でのd4T耐性と遺伝型との相関関係を示す図である。
【図4】図4は、表現型でのRTV耐性と遺伝型との相関関係を示す図である。
【図5】図5は、表現型でのSQV耐性と遺伝型との相関関係を示す図である。
【図6】図6は、表現型でのNFV耐性と遺伝型との相関関係を示す図である。
【図7】図7は、MAGIC−5/SEAP細胞を用いた化学発光アッセイとMAGIC−5A細胞を用いたBlue Cell Countとにおける、抗HIV−1剤濃度に対する相関関係を示す図である。
【図8】図8は、MAGIC−5/SEAP細胞を用いた化学発光アッセイとMAGIC−5A細胞を用いたBlue Cell Countとにおける、抗HIV−1剤濃度に対する相関関係を示す図である。
【図9】図9は、表現型でのABC耐性と遺伝子型との相関関係を示す図である。
【図10】図10は、表現型でのNVP耐性と遺伝子型との相関関係を示す図である。
【図11】図11は、表現型でのAPV耐性と遺伝子型との相関関係を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for testing drug resistance of HIV. More specifically, the present invention relates to a method for testing HIV drug resistance by detecting a reporter protein secreted into a culture supernatant by a target cell infected with HIV-1 in the presence of a test drug.
[0002]
[Prior art]
Human Immunodeficiency Virus type 1 (HIV-1) is a retrovirus belonging to Lentivirus, and is a pathogen of acquired immune deficiency syndrome AIDS. Already more than ten years after its discovery, initially, the immune system of the infected host was inevitable destroyed, and most of the infected people were recognized as infectious diseases resulting in immunodeficiency and death. Recently, however, various inhibitors of reverse transcriptase essential for HIV-1 Life Cycle and proteases involved in cleavage of mature protein necessary for virus particle formation have been developed, and combinations thereof are powerful anti-HIV-1 agents. (So-called HAART therapy (Highly Active AntiRetrovirus Therapy)) makes it possible to keep the amount of virus in the infected body below the detection limit by a highly sensitive PCR method. Infectious diseases have reached the point where they are considered chronic infections.
[0003]
However, when multidrug administration is discontinued, HIV-1 rapidly proliferates, and due to the high mutation rate of reverse transcriptase, which is a characteristic of this virus, a virus resistant to the administered drug easily appears and is not It has been reported that the selection of a prepared drug causes a virus resistant to a plurality of drugs based on the same mechanism of action, resulting in difficulty in subsequent treatment.
[0004]
In the current situation, where curative treatment is unlikely to be available in the near future, anti-HIV-1 therapy strategies can quickly detect the emergence of resistant viruses, combine the most effective drugs with individual patient viruses, It is thought that the center of gravity shifts in keeping the amount of virus in a low steady state. Genotyping and Phenotyping drug resistance tests are examples of criteria for effective drug selection in HIV treatment methods diversified using a wide variety of drugs, including newly developed anti-HIV-1 drugs.
[0005]
In Genotyping, amplification of the HIV-1 pol gene region by Primer Design and PCR method and analysis of its base sequence have already been made into a kit, and have been technically established and spread. However, it is often pointed out that there is a discrepancy between the drug resistance mutation due to the amino acid mutation of the gene encoding the reverse transcriptase or protease of the virus genome in the sample and the results regarding the biological drug resistance of the patient virus.
[0006]
On the other hand, although Phenotyping reflects actual virus resistance, it is pointed out that the method using peripheral blood mononuclear cells (PBMC) currently used as a standard method still has many problems to be solved in the standardization. Has been. For example, resistance tests using human PBMC often take several months to obtain results, and it is difficult to compare results obtained due to variations in HIV susceptibility among PBMC donor lots. However, it is not suitable for processing many specimens because it requires labor, and the cost required for resistance testing is increased due to measurement of virus growth by HIV-1 gag protein p24 ELISA. The current situation is not done. However, since the Phenotyping method reflects the biological resistance of the virus, it provides indispensable information as a criterion for drug selection.
[0007]
In order to overcome these problems, the present inventors have reported a drug resistance test using a rapid and simple HIV-1 infectivity titer measuring cell line MAGIC-5A (Reiko Hachiya, Saori Aizawa, Mari Tanaka, Yukiko Takahashi). , Yoshihiro Hirabayashi, Setsuko Ida, Masashi Tsuji, Shinichi Oka, Examination of anti-HIV drug resistance test using CCR5-expressing HeLa / CD4-LTR-βGal cells (MAGIC5 clone 1-10) December 1999 Japan Society for AIDS Research Tokyo, Hachiya, A., Aizawa-Matsuoka, S., Tanaka, M., Takahashi, Y., Ida, S., Gatanaga, H., Hirabayashi, Y., Kojima, A., Tatsumi, M. And Oka , S .: Rapid and simple phenotypic assay for drug susceptibility of human
[0008]
In addition, since this cell line constitutes the basic technique of measuring the infectious titer of HIV-1, it may be applicable to many HIV-1 research areas. So far, it has been applied to drug-resistant Phenotype Assay and anti-HIV drug screening. Although it is quicker, simpler and more economical than the commonly used HIV-1 gag protein p24 measurement by ELISA or reverse transcriptase activity measurement, the HIV infectivity titer measurement by this cell line is a microscope. Since it is based on the count of cell nuclei stained with X-gal below, it was not suitable for rapid multi-sample processing. In the future, since development of anti-HIV-1 drugs has progressed and many drugs are expected to be applied clinically, a quicker and simpler measurement system has been demanded.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art. That is, this invention made it the subject which should be solved to provide the quick and easy drug-resistance test method using the HIV-1 infectivity titer measuring cell line. In particular, an object of the present invention is to provide a drug resistance test method capable of rapidly processing multiple specimens.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have developed an indicator cell MAGIC-5A with an LTR for the purpose of further rapidly and easily evolving a Phenotyping drug resistance test using MAGIC-5A. We succeeded in establishing a high throughput measurement system by further incorporating an expression unit incorporating SEAP (secreted alkaline phosphatase) downstream, and detecting alkaline phosphatase secreted into the culture supernatant by HIV infection by chemiluminescence. . Furthermore, it has been found that drug resistance tests using these cells can evaluate the drug resistance of HIV against various anti-HIV drugs. The present invention has been completed based on these findings.
[0011]
That is,The present invention relates to an animal cell transformed so as to stably express the HIV-1 receptor CD4 and co-receptors CXCR4 and CCR5 in human HeLa cells, as a secreted reporter protein downstream of the HIV-1 LTR sequence. Human HeLa cell-derived animal cell line FERM P-18078 capable of expressing a secreted reporter protein by HIV-1 infection by introducing an expression vector having a gene encoding secreted alkaline phosphatase SEAP Using the established animal cell line, the animal cell line is brought into contact with a sample containing HIV-1 in the presence of the test drug, and the culture supernatant is obtained by HIV-1 infection. By detecting the reporter protein secreted by Quickly, in which it succeeded in establishing a method of testing drug resistance of HIV that can be tested with high sensitivity.
[0012]
Preferably, the secretory reporter protein is a protein that can be detected by one or more measurement systems of colorimetric reaction, fluorescence, or chemiluminescence. Particularly preferably, the secreted reporter protein is alkaline phosphatase, luciferase or peroxidase.
[0013]
BookAnimal cells used in the invention are cells obtained by transforming an expression vector having a gene encoding a secreted reporter protein downstream of the HIV-1 LTR sequence.. BookAnimal cells used in the invention are cells derived from mammalian animal cells,Human HeLa cellsIt is a derived cell. Used in the present inventionMovementThe animal cell is an animal cell having a deposit number of FERM P-18078stockIt is.
[0014]
Preferably, the test drug is an anti-HIV drug containing a reverse transcriptase inhibitor or a protease inhibitor, and a combination of two or more drugs can be used as the test drug.
Preferably, the reporter protein secreted in the culture supernatant is detected by one or more measurement systems of colorimetric reaction, fluorescence emission or chemiluminescence.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
In the method for testing drug resistance of the present invention, an animal cell capable of expressing a secreted reporter protein by HIV-1 infection is contacted with a sample containing HIV-1 in the presence of a test drug, and cultured by HIV-1 infection. It is characterized by detecting a reporter protein secreted into the supernatant. First, an animal cell capable of expressing a secreted reporter protein by HIV-1 infection used in the present invention will be described.
[0016]
Animal cells used in the present inventionAs animal cells for establishing strainsIs not particularly limited as long as it is a cell capable of being infected by HIV-1.But,Usually, HIV-1 virus receptor CD4 is required for HIV-1 infection, and therefore it is preferable that the animal cells used in the present invention have HIV-1 virus receptor CD4. In addition, as described above in this specification, in addition to CD4 molecule, which is a major viral receptor on the cell side, HIV cell-directed HIV-1 induces CXCR4, macrophage-directed in the process of HIV-1 entry into target cells. Since HIV-1 uses CCR5 as a co-receptor, it is preferable that the animal cells used in the present invention also have these co-receptors. When it is intended to analyze a broad range of HIV-1 infectivity, it is preferable to use animal cells expressing both CXCR4 and CCR5.
[0017]
These HIV-1 virus receptor CD4 and HIV-1 virus co-receptor may be used as they are when they are originally retained and expressed by the starting animal cell. If the starting cell does not express them, a recombinant expression vector in which a gene encoding the above receptor or co-receptor is incorporated into a suitable expression vector is introduced into the starting animal cell, so that the receptor or The co-receptor can be expressed in the animal cell.
[0018]
The type of starting cell that can be used to establish animal cells used in the present invention is not particularly limited, but is preferably a mammal (eg, a primate such as a human or a monkey, or a rodent such as a mouse, rat or hamster). And more specifically, human-derived HeLa cells or human-derived HOS cells.
[0019]
As a technique for selecting cells expressing the receptor or co-receptor of interest, an antibiotic resistance gene can be expressed together with the receptor or co-receptor in a recombinant expression vector containing the receptor or co-receptor. And cells that express the target receptor or co-receptor can be selected by culturing in a medium containing the antibiotic. A limiting dilution method can be used as a method for cloning a target cell as a single cell derived from one cell.
[0020]
For example, when a HeLa cell constitutively expressing CXCR4 is used as a starting cell, a mouse retroviral vector carrying an antibiotic resistance gene (for example, a neomycin (Neo) resistance gene) is transformed with the HeLa cell. CD4 is expressed by conversion, and if desired, the LTR-βGal expression unit is transformed together with a hygromycin resistance gene to select growing cells. Further, an expression vector for imparting CD4 expression and Puromycin resistance to the transformant for enhancing CD4 expression, and an expression vector for conferring CCR5 expression and Blasticidin resistance to the transformant are transformed into the above cells, and by the limiting dilution method. Clone the cells of interest. The target cells cloned by this operation are resistant to a total of four selective drugs, G418, Hygromycin, Puromycin and Blasticidin.
[0021]
The animal cell used in the present invention is characterized in that it can express a secreted reporter protein by HIV-1 infection. The animal cells used in the present invention express a secreted reporter protein by HIV-1 infection, and the expressed secreted reporter protein is secreted outside the cell and released into the culture medium. By adding a sample containing HIV-1 to a culture system containing animal cells used in the present invention, collecting the culture solution, and detecting or analyzing the reporter protein secreted in the culture solution by an appropriate method, The infectious titer of HIV-1 in the sample can be measured.
[0022]
Although the detection method of the reporter protein secreted in the culture solution is not particularly limited, for example, a method of detecting by a colorimetric reaction, fluorescence emission, chemiluminescence, or the like can be mentioned. The type of secretory reporter protein is not particularly limited, but it is preferable that various enzyme-active substrates are easily available, have high measurement sensitivity, and can simplify the measurement technique, such as alkaline phosphatase, luciferase, or peroxidase. Of these, alkaline phosphatase is particularly preferable.
[0023]
As one of preferable methods for producing an animal cell that expresses a secreted reporter protein by HIV-1 infection according to the present invention, an expression vector having a gene encoding a secreted reporter protein downstream of the HIV-1 LTR sequence is used. A method for transforming animal cells can be mentioned. The expression vector used in the above method preferably contains a drug resistance gene for selecting a desired cell.
[0024]
For example, a secreted reporter protein is expressed against cells that are resistant to a total of four selective drugs, G418, Hygromycin, Puromycin, and Blasticidin as described hereinabove, and that express CXCR4, CD4, and CCR5. Animal cells used in the present invention can be prepared by transforming an expression vector having the gene to be encoded. In this case, the drug resistance gene that can be incorporated into an expression vector having a gene encoding a secreted reporter protein may be other than the above four drug resistance genes, and examples thereof include a Zeocin resistance gene.
[0025]
More specifically, an expression vector having a gene encoding a secreted reporter protein is transfected into a cell having HIV-1 virus receptor CD4 and HIV-1 virus co-receptor and selected with a drug to obtain a surviving colony be able to. Cloned cells that have been grown on these are plated twice on a microplate, one infected with HIV-1 and the other as a non-infected control. Two days after infection, the culture supernatant is collected and treated at 65 ° C. for 15 minutes to inactivate endogenous alkaline phosphatase and HIV. SEAP secreted into the culture supernatant can be measured and selected, for example, by a colorimetric reaction using p-Nitrophenol phosphate as a substrate. The target cells can be established by selecting clones that have low SEAP activity when HIV is not infected and exhibit high SEAP activity due to HIV infection.
An example of a cell that can be established by the above-described method is a cell having a deposit number of FERMP-18078.
[0026]
The animal cell culture method and culture conditions used in the present invention can be appropriately selected according to the cell type and properties. For example, in the case of a cell line derived from HeLa cells, 5% CO at 37 ° C. in Dulbecco's Modified Minimum Essential Medium (High glucose; Gibco) containing antibiotics (for example, Kanamicin etc.) and supplemented with 5% FCS.2Can be cultured.
[0027]
In the method for testing drug resistance of the present invention, an animal cell as described above is contacted with a sample containing HIV-1 in the presence of a test drug, and a reporter protein secreted into the culture supernatant by HIV-1 infection is detected. It is characterized by that.
The test drug is preferably an anti-HIV drug, and more specifically, an anti-HIV drug containing a reverse transcriptase inhibitor or a protease inhibitor is preferable. As reverse transcriptase inhibitors, AZT / ZDV (zidovudine: 3'-Azido-3'-deoxythymidine), d4T (sanilvudine: 2 ', 3'-didehydro-3'-deoxy-thymidine), 3TC (lamivudine: 2 '-deoxy-3'-thiacytidine), COM (ZDV / 3TC mixture), ddI (didanosine: 2', 3'-dideoxyinosine), ddIEC (didanosine: 2 ', 3'-dideoxyinosine), ddC (zalcitabine: 2 ', 3'-dideoxycytidine), ABC (abacavir), NVP (nevirapine), EFV (efavirenz), DLV (delavirdine), and the like, and protease inhibitors include RTV (ritonavir), SQV (saquinavir), NFV ( nelfinavir), IDV (indinavir), APV (amprenavir), LPV (ritonavir) and the like.
Moreover, a combination of two or more kinds of drugs can be used as the test drug.
[0028]
To carry out the method of the present invention, first, animal cells capable of expressing a secreted reporter protein by HIV-1 infection are inoculated on a microplate, and a sample containing HIV-1 is diluted stepwise with a medium. Add to each hole. Furthermore, an appropriate dilution series of anti-HIV drug is added, and appropriate culture conditions (for example, 5% CO at a temperature of 37 ° C.2), And the supernatant of each well is collected. It is then heated for 15 minutes at 65 ° C. for inactivation of endogenous reporter protein and HIV. Using this supernatant, the reporter protein can be assayed according to a conventional method. When the reporter protein is alkaline phosphatase, for example, a colorimetric reaction using p-nitrophenol phosphate as a substrate, fluorescence emission using MUP as a substrate, and chemiluminescence measurement system using CSPD as a substrate can be used. . The present invention will be described more specifically with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the examples.
[0029]
【Example】
Example 1: Establishment of animal cells capable of expressing secreted reporter protein by HIV-1 infection
All HeLa cell-derived cell lines contain 50 μg / ml Kanamicin as an antibiotic and Dulbecco's Modified Minimum Essential Medium (High glucose; Gibco) supplemented with 5% FCS at 37 ° C. with 5% CO2.2In culture. The CCR5-expressing MAGI cell line MAGIC-5A already established by the present inventor expresses CD4 by a mouse retroviral vector in which a Neo resistance gene is placed on the original parent strain HeLa cell, and the LTR-βGal expression unit together with the Hymymycin resistance gene Expression vector pEFBOSpacCD4 (confers CD4 expression and Puromycin resistance to Transformant) and expression for CCR5 expression on MAGI cell line, which is a cell line selected by FACS (Fluorescent Activated Cell Sorter) A cell line transformed with the vector pEFBOSbsr (confers CCR5 expression and Blasticidin resistance to Transformant) and established by limiting dilution. It is resistant to a total of four selective drugs: G418, Hygromycin, Puromycin and Blasticidin. It was.
[0030]
Construction of an expression vector that incorporates secreted alkaline phosphatase (SEAP) as a reporter gene from pSEAP2-Basic (Clontech) and Transcriptional Blocker downstream of the LTR derived from HIV-1 subtype B, and further carries a Zeocin resistance gene as a new selection gene did. After transfection of this expression vector into the MAGIC-5A cell line, 165 colonies were obtained by selective culture with Zeocin. These expanded clonal cells were double seeded in 96-well microplates, one infected with HIV-1 and the other as a non-infected control. Two days after infection, 100 μl of culture supernatant was collected, treated for 15 minutes at 65 ° C. for inactivation of endogenous alkaline phosphatase and HIV, and stored at −20 ° C. until measurement. Secreted SEAP in the sample was measured and selected by a colorimetric reaction using p-nitrophenol phosphate added with L-Homoarginine as an endogenous alkaline phosphatase inhibitor (Berger J. et al., Secreted placental alkaline phosphatase). : a powerull new quantitative indicator of gene expression in eukaryotic cells. Gene 66: 1-10, 1988).
[0031]
A clone having a low SEAP activity in non-HIV infection and a high SEAP activity by HIV infection was selected and subjected to serial dilution twice in the absence of a selective agent. That is, a total of 162 surviving colonies were obtained by selective culture in the presence of 200 μg / ml Zeocin. However, most surviving colonies secreted high SEAP with or without HIV infection. Clone MAGIC that showed stable HIV-1 susceptibility by two limiting dilutions from a group of cells that could detect only about Backgroud in HIV non-infected from two few colonies and secreted a large amount of SEAP by HIV infection. -5 / SEAP 3-1-1 was established.
MAGIC-5 / SEAP 3-1-1 is FERM P-18078 as of October 16, 2000, Institute of Biotechnology, Institute of Industrial Technology, 1-3 1-3 Higashi, Tsukuba City, Ibaraki, Japan ( Postal code 305-8856).
[0032]
Example 2: Drug resistance test
(Method)
1. Target person and virus isolation
From December 1997 to January 1999, 245 specimens of 137 patients who visited the National Medical Center AIDS Treatment Research and Development Center were examined. Blood was collected from a patient who gave consent and the plasma was isolated. MAGIC5A suspended in Dulbecco's MEM medium supplemented with 5% FCS the day before isolation (Masashi Tsuji, Asato Kojima: Establishment and application of CCR5-expressing HeLa / CD4-LTR-beta Gal cells suitable for HIV-1 infectivity measurement The 10th Annual Meeting of the Japan Society for AIDS Research, Kumamoto, December 1997. Tsumi, M. and Kojima, A .: Establishment of HeLa / CD4-LTR = bGal expressing CCR5 suitable for infectivity assay of T- and M-tropic HIV-1 The XIIth International Congress of AIDS, Geneve, Switzerland, June, 1998) was seeded at 20,000 cells / well in a 48-well microplate, and the cells were allowed to adhere overnight. 1 ml of plasma derived from the patient on the day of infection was centrifuged at 15,000 rpm for 40 minutes in a microcentrifuge to precipitate the virus, 900 μl of supernatant was removed, and 400 μl of Infection Medium (20 μg / ml DEAE-
[0033]
1. Drug resistance test
Infectious titer measurement:
The day before infection, inoculate and culture MAGIC-5A cells in a 96-well microplate at 10,000 cells / well. On the day of infection, the virus was thawed and serially diluted 1- to 1000-fold with Infection Medium, and 100 μl was inoculated into each well. Then, the cells were cultured for 2 hours. After washing, a fresh culture solution was added and further cultured. After 48 hours, the culture solution was removed, washed with PBS, fixed solution (1% formaldehyde, 0.2% glutaraldehyde, in PBS) was added at 100 μl / well, fixed at room temperature for 5 minutes, washed again with PBS, and stained. Liquid (4 mM potassium ferrocyanate, 4 mM potassium ferricyanate, 16 mM MgCl2, 400 μg / ml X-gal in PBS) was added at 100 μl / well, incubated at 37 ° C. for 2 hours, and the number of cells in which the cell nucleus was stained blue was counted under a microscope to obtain the HIV-1 infectivity titer in the sample specimen. In the subsequent drug resistance test, the specimen was diluted and used so as to be 100 to 300 bcc (Blue cell count) in each hole of the 96-well microplate.
[0034]
Reverse transcriptase inhibitors:
On the day before infection, MAGIC-5A or MAGIC-5 / SEAP cells were seeded at 10,000 cells / well in a 96-well microplate and cultured to allow the cells to adhere beforehand. On the day of infection, 100 to 300 bcc of virus was diluted with Infection Medium, and 100 μl was added. Further, 100 μl each of antiviral drugs prepared in a 10-fold dilution series was added, and the mixture was incubated at 37 ° C., 5% CO 2.2The cells were cultured in an incubator. After 48 hours, MAGIC-5A cells were stained as described above, and the number of Blue cells was counted, while MAGIC-5 / SEAP cells (accession number FERM P-18078) were collected from the culture supernatant, The alkaline phosphatase activity was measured with a Luminometer using Reporter Assay Kit-SEAP- (SAK-101; Toyobo Co. Japan), and at a wavelength of 405 nm in a colorimetric reaction using p-nitrophenol phosphate as a substrate. did. The value of wells to which no drug was added was defined as 100%, and the concentration at which 50% growth inhibition was obtained was defined as IC50.
[0035]
Protease inhibitors:
Virus at a concentration of 100 to 300 bcc was diluted with Infection Medium, and 100 μl was added to each MAGIC-5A cell previously seeded in a 96-well microplate. Further, 100 μl each of antiviral drugs prepared in a 10-fold dilution series was added, and the mixture was incubated at 37 ° C., 5% CO 2.2The cells were cultured in an incubator. 72 hours later, 100 μl of the supernatant and 100 μl of Infection Medium were added to a 96-well plate of MAGIC-5A and MAGIC-5 / SEAP cells prepared the day before and cultured. After 48 hours, in the same manner as in the reverse transcriptase inhibitor drug section, the value of a well containing no inhibitor was taken as 100%, and the concentration at which 50% growth inhibition was obtained was taken as IC50.
For all resistance tests, the infectious molecular clone HIV-1 NL432 strain was assayed in parallel as a control for inhibitor-susceptible virus, and the resistance of clinical isolates was determined as the resistance to the IC50 value of this strain. Expressed.
[0036]
Resistance test with Genotype:
RNA was extracted from 100 ml of patient plasma using a high-purity RNA isolation kit (Roche), and the po1 region of HIV-1 was amplified using a One Step RNA PCR Kit (Perkin Elmer). The PCR reaction product was concentrated using Wizad ™ PCR Prep DNA Purification System (Promega), electrophoresed, and then the gel site containing the desired fragment was excised and purified using SUPREC-01 (Takara Co.). . The base sequence of each sample thus obtained was determined using an Auto sequencer (ABI model 310). The amino acid sequence was estimated from the base sequence and examined for resistance.
[0037]
(result)
1. Correlation between MAGIC-5A and viral load
Using MAGIC-5A, the virus was isolated from 129 samples out of 210 samples. Further, when the amount of virus in the patient plasma and the virus separation rate were examined, the separation rate was 77% when the virus amount was 4th power or more and 8% when it was less than 4th power. From this, it was recognized that virus separation was possible using this method if the amount of virus was 4th power or more.
[0038]
2. Reproducibility in NL432
AZT (3'-Azido-3'deoxythymidine), d4T (2 ', 3'-didehydro-3'-deoxy-thymidine), and 3TC (2'-deoxy-3'-thiacytidine) as reverse transcriptase inhibitors In addition, when reproducibility (triplicate × 5 times) of drug resistance test with NL432 as HIV-1 Wild strain sensitive virus was investigated for RTV (ritonavir), SQV (saquinavir) and NFV (nelfinavir) as protease inhibitors, Good reproducibility was shown as shown in Table 1.
[0039]
[Table 1]
[0040]
3. Comparison of phenotype and genotype
Using this MAGIC-5A, 129 samples of clinical isolates and 2 samples of laboratory strains obtained were used to test the resistance of each drug. Furthermore, the clinical isolates of AZT46, d4T47, 3TC48, RTV41, SQV41, and NFV43 were compared with the genotype and analysis results. In addition, the IC50 value for each drug without treatment is shown in Table. It was shown in 2. Despite no treatment, AZT, RTV, SQV, and NFV were found to be more than 4 times more resistant than NL432.
[0041]
[Table 2]
[0042]
Hereinafter, resistance test results for each drug are described.
AZT (see FIG. 1): The value obtained using NL432 is multiplied by 1 and the phenotype resistance to AZT in the untreated group is 0.1 to 5 times (average 1.2 times) there were. On the other hand, the resistance mutation in genotype is found to be 2.6-106 times (average 70 times) and tends to resistance when a single mutation at amino acid sequence Nos. 41 and 215 or a combination of both is observed. It was. In addition, as previously reported, it was confirmed that when positions 41, 215, and 184 were mutated, they were not resistant, but recovered sensitivity by 0.53 to 14 times (average 6.7 times). And when resistance mutation of the 67,219 position was added to these three combinations, it became 2.6-106 times (112 times), and it turned out that high tolerance is acquired again.
[0043]
3TC (see FIG. 2): The degree of resistance with phenotype against 3TC in the untreated group was 0.12 to 3.86 (average 1.4 times). In contrast, when a resistance mutation at
[0044]
d4T (see FIG. 3): The degree of tolerance with phenotype against d4T in the untreated group was 0.4 to 3.2 times (average 1 time). In d4T, there are many unknown amino acid substitutions related to resistance, and we investigated the correlation with the currently known mutation at
[0045]
RTV (see FIG. 4): The degree of resistance mutation in phenotype for 15 patients in the untreated group and 6 persons who have a history of RTV treatment but no genotype resistance mutation is 0.33-2. It was 53 times (average 0.8 times). The 82nd primary mutation is wild type, and if there is one secondary mutation (
[0046]
SQV (see FIG. 5): The degree of resistance mutation in phenotype is 0.1 to 10 times for 16 untreated group and 12 who have a history of SQV treatment but no genotype resistance mutation is observed. (Average 1.9 times). If the secondary mutation is one mutation (
[0047]
NFV (see FIG. 6): The degree of resistance mutation in phenotype is 0.33 to 10 times for 4 untreated groups and 2 who have a history of NFV treatment but no genotype resistance mutations Met. In spite of no treatment, the single mutations at
[0048]
Correlation of drug resistance test using MAGIC-5A and MAGIC-5 / SEAP cells: MAGIC-5A and MAGIC-5 / SEAP cells were analyzed at the same time using the Blue Cell Count basically using MAGIC-5A. The drug resistance was examined in parallel with an infectivity titration measurement
[0049]
Next, the reproducibility of the drug resistance test was investigated for newly approved anti-HIV drugs Abacavia (ABC), Nevirapine (NVP) and Amprenavia (APV) using HIV-1NL432 as a standard virus strain. As a result, good reproducibility was obtained as shown in Table 3. Hereinafter, the resistance test results for each drug are described.
[0050]
[Table 3]
[0051]
Abacavia (ABC) (see FIG. 9): Ababavia (ABC), a reverse transcriptase inhibitor, is known to have 65, 74, 115, and 184 resistance mutations. Non-treated subjects were on average 16.2 times more resistant. Further, when 74 resistance mutations were added to 184, the resistance increased by 26.1 times.
[0052]
Nevirapine (NVP) (see FIG. 10): Nevirapine (NVP), a non-diffusion reverse transcriptase inhibitor, has known
[0053]
Amprenavia (APV) (see Fig. 11): 1.47 times for untreated individuals, and 1.04 times for specimens that have acquired no mutation as polymorphism while being untreated. It was. However, it was found that the same 10 mutations were observed, and those treated were 19.6 times more resistant. Furthermore, when 10, 46 and 84, which are amprenavian secondary mutations, are aligned, the tolerance level increased by an average of 232 times. Amprenavia, a protease inhibitor, was known as a drug with low cross resistance because 50, which is a primary mutation, is not a resistance mutation to other protease inhibitors. However, if there are multiple secondary mutations alone, other proteases are also present. It turned out to be inclined to resistance as well. Previously, Parkin et al. Reported that N88S mutations seen in 20% of patients who used IDL and NFV in the past returned to APV (Journal of Viorology, 2000, 4414-4419). It was. In this assay, 46 resistance mutations were found to be 24.2 times more resistant to the group, whereas N46S was found to be 5.5 times more sensitive if 46 was found, and these patients were previously NFV Was found to have been treated by
[0054]
(Discussion)
Currently, in order to detect drug-resistant mutant viruses, (1) genotype (genotype method) for examining mutations in the base sequence of the drug action region and (2) directly culturing HIV in the presence of the drug to suppress growth Phenotype (phenotype method) to evaluate and determine the concentration (IC50, IC90) that can be produced, and (3) recombinant using recombinant DNA technology to create infectious recombinant HIV from patients and perform phenotype method There are three virus assays. Of these, the genotype method, which has a short time, excellent operability, and results can be obtained relatively easily, is the mainstream, but on the other hand, the appearance of unreported resistant mutations and the accumulation of multiple mutations Comprehensive judgment is difficult. In comparison, the detection method using the phenotype method, which can comprehensively determine the degree of resistance, is considered to require time, cost, and labor, although it is currently improving rapidly. Is not done. In addition, for the recombinant virus assay, a technique for incorporating a drug action region of a virus derived from a patient into an HIV vector plasmid is very skillful, and the obtained recombinant virus often does not propagate, and further, a drug action such as a po1 gene. It is known that regions other than the region are involved in HIV-1 particle formation, and it is not known whether the obtained recombinant virus reflects the actual virus characteristics in the patient's body, so the phenotype method Like, it is not generally done.
[0055]
Therefore, the present inventors have aimed to solve these problems by using the phenotype method with MAGIC-5A and MAGIC-5 / SEAP cell lines, and to quickly conduct a sensitivity test directly from clinical isolates, Inspected. In the conventional phenotype method using PBMC, it takes several months until results are obtained, and it is costly in terms of measuring p24 to make a judgment. The results could be obtained in as little as two weeks until the susceptibility test, and the presence or absence of infection could be determined quickly by staining the cells or measuring the enzyme activity of the culture supernatant.
[0056]
From the results of this Example, the average degree of tolerance was about 1-fold in untreated patients compared to NL432 as a control, but 10-fold samples were observed. These viruses were found to have acquired low-level resistance by the phenotype method even though no resistance mutation was observed in the genotype method. It turned out that it was data. Further, when the genotype method and the phenotype method were compared, a good correlation was obtained for drugs excluding d4T for which no resistance mutation at amino
[0057]
In addition, when amino acid mutations at
[0058]
From the comparison of the results using MAGIC-5A and MAGIC-5 / SEAP cells in the drug resistance test, a high correlation was obtained between the two. This was also predicted from the fact that MAGIC-5 / SEAP cells were modified to secrete SEAP out of the cells by HIV-1 infection using MAGIC-5A cells as a parent strain. Moreover, as a reporter, the system using SEAP was much more excellent in stability after adding a chemiluminescent reagent and in the quick and convenient operation than β-galactosidase. Since SEAP was also superior in terms of detection sensitivity, measurement was possible even with a small amount of virus to be inoculated. In the assay system using MAGIC-5 / SEAP, the measured values can be obtained simply by seeding the cells, inoculating the virus simultaneously with the drug, collecting the culture supernatant, adding the enzyme substrate solution, and applying to the measuring machine. Compared with the currently used p24 ELISA or RT Assay, the operation procedure is greatly simplified, and it is considered that conversion to robotization by Work Station is also possible. Isolation of viruses from patient specimens using the MAGIC-5A cell line and drug resistance phenotyping assay using MAGIC-5 / SEAP reveals drug resistance in a short period of about 2 weeks. This is a measurement system that is indispensable for the construction of a high-throughput drug resistance test system that can measure combinations of newly approved drugs in the future and handle various combinations of drugs as combination therapy. It is expected.
[0059]
In addition, it was found that the newly approved anti-HIV drugs ABC, NVP and APV can detect resistant viruses efficiently and sensitively by this test method. This means that the study will be flexible enough to support various anti-HIV drugs that are further developed and expected to be clinically applied in the future.
[0060]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a rapid and simple drug resistance test method using an HIV-1 infectivity titer measuring cell line, particularly a drug resistance test method capable of rapidly processing multiple specimens.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the correlation between AZT resistance and genotype in phenotype.
FIG. 2 is a diagram showing the correlation between phenotypic 3TC resistance and genotype.
FIG. 3 is a diagram showing a correlation between d4T resistance in phenotype and genotype.
FIG. 4 is a diagram showing a correlation between RTV resistance in phenotype and genotype.
FIG. 5 is a diagram showing a correlation between phenotype SQV resistance and genotype.
FIG. 6 shows the correlation between phenotype NFV resistance and genotype.
FIG. 7 is a diagram showing a correlation with anti-HIV-1 agent concentration in a chemiluminescence assay using MAGIC-5 / SEAP cells and a Blue Cell Count using MAGIC-5A cells.
FIG. 8 is a diagram showing a correlation with anti-HIV-1 agent concentration in a chemiluminescence assay using MAGIC-5 / SEAP cells and a Blue Cell Count using MAGIC-5A cells.
FIG. 9 shows the correlation between phenotype ABC resistance and genotype.
FIG. 10 is a diagram showing the correlation between phenotype NVP resistance and genotype.
FIG. 11 shows the correlation between phenotypic APV resistance and genotype.
Claims (5)
レポータータンパク質を検出することを特徴とする、HIVの薬剤耐性の試験方法。 Human HeLa cells were transformed into animal cells so as to stably express the HIV-1 receptor CD4 and co-receptors CXCR4 and CCR5, and secreted alkaline phosphatase as a secreted reporter protein downstream of the HIV-1 LTR sequence. A human HeLa cell-derived animal cell line FERM P-18078 established by introducing an expression vector having a gene encoding SEAP and capable of expressing a secreted reporter protein by HIV-1 infection, A method for testing drug resistance of HIV, comprising contacting a sample containing HIV-1 in the presence of a test drug and detecting a reporter protein secreted into a culture supernatant by HIV-1 infection.
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