包含嵌合的ospa分子的組合物及其使用方法

包含嵌合的ospa分子的組合物及其使用方法
【專利說明】包含嵌合的OSPA分子的組合物及其使用方法
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2012年7月27日提交的美國臨時申請第61/676, 668號的優先權權 益，其全文以引用的方式并入本文中。 發明領域
[0003] 本發明總體上涉及嵌合的OspA多肽、編碼所述多肽的核酸、包含這些分子的組合 物、及其使用方法。
[0004] 發明背景
[0005] 萊姆病（Lymedisease)是一種由廣義伯氏疏螺旋體（Borreliaburgdorferi sensulato(s. 1.))引起的蜱傳疾病。該疾病的典型特征是在蜱咬部位發生出擴散的紅 色皮瘆，隨后可能出現全身并發癥，包括腦膜炎、心臟炎或關節炎。萊姆病的幾乎所有病 例都是由以下三個基因種之一所引起：阿氏疏螺旋體（Borreliaafzelii)、伽氏疏螺旋體 (Borreliag&rinii) #ロイ日 (Borre1burgdorterisensustricto(,s. s.))。在歐洲，發現了感染人類的所有這三個物種。然而，在北美僅發現了單一物種：狹義 伯氏疏螺旋體。伯氏疏螺旋體是疏螺旋體屬（Borrelia)的螺旋體類的革蘭氏陰性細菌的 ー種。針對萊姆病的抗生素治療通常是有效的，但ー些患者患有涉及關節或神經系統的慢 性致殘形式的疾病，所述疾病甚至在腸胃外的抗生素療法之后得不到實質性改善，由此凸 顯了高危人群對于疫苗的需求。
[0006] 外表面蛋白A(OspA)是一種31kDa抗原，由存在于硬蜱屬蜱蟲（Ixodesticks) 的中腸中的廣義伯氏疏螺旋體物種來表達。已證實OspA在預防北美的萊姆病中是有效的 (Steere等人，N.Engl.J.Med. 339:209-15, 1998;Sigal等人，N.Engl.J.Med. 339:216-22， 1998 ;N.Engl.J.Med. 339:571,1998中的勘誤表）。經過完全加工的OspA的氨基末端是 用三個脂肪酰基鏈進行翻譯后修飾的半胱氨酸殘基，這三個脂肪酰基鏈將蛋白錨定到細 菌膜的外表面上（Bouchon等人，Anal.Biochem. 246:52-61，1997)。據報道OspA的脂質 化可穩定分子（Luft，個人通信）并且在不存在強效佐劑的情況下對保護作用來說是至關 重要的（Erdile等人，Infect.Immun. 61:81-90,1993)。缺少氨基末端脂質膜銷的可溶重 組形式的蛋白被與凝集型小鼠單克隆抗體的Fab片段一起共結晶以確定OspA的結構，該 結構被顯示包含后接單ーa螺旋的21個反平行|3鏈（Li等人，Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A. 94:3584-9,1997)。
[0007] 基于OspA的單價疫苗（LYMErix?)在美國有售，用于預防萊姆病。然而，在歐 洲，橫跨三個基因種的OspA序列的異質性妨礙了基于來自單ー菌株的OspA的疫苗的廣泛 保護作用（Gern等人，Vaccinel5:1551-7,1997)。在歐洲分離物中已經識別出七個主要的 OspA血清型（指定為血清型 1 至 7，Wilske等人，J.Clin.Microbiol. 31:340-50,1993)。 OspA血清型與物種相關聯；血清型1對應于狹義伯氏疏螺旋體，血清型2對應于阿氏疏螺 旋體及血清型3至7對應于伽氏疏螺旋體。
[0008] 通過用OspA免疫獲得的保護性免疫是少有的，因為宿主的免疫反應與病原體之 間的相互作用不會發生在宿主體內，而是發生在蜱蟲載體的中腸中。就萊姆病而論，蜱蟲充 當萊姆病從動物傳播到人類的載體（vector或carrier)。在受感染的蜱蟲的進食期間獲得 的OspA特異性抗體防止廣義伯氏疏螺旋體傳播到被免疫的哺乳動物宿主（deSilva等人， J.Exp.Med. 183:271-5,1996)。保護作用是抗體介導的并且主要通過殺菌性抗體而受到影 響，盡管阻礙螺旋體附接至蜱蟲腸道上皮組織的內襯上的受體的抗體也可能是有效的（Pal 等人，J.Immunol. 166:7398-403, 2001)。
[0009] 有效OspA疫苗的合理開發需要鑒定保護性表位，如由保護性單克隆抗體LA-2限 定的表位（Golde等人，Infect.Immun. 65:882-9,1997)。X射線晶體學和NMR分析已被用來 鑒定OspA中的免疫學上重要的高變域并且已將LA-2表位定位到氨基酸203-257 (Ding等 人，J.Mol.Biol. 302:1153-64,2000;Luft等人JInfectDis. 185(增刊I) :S46-51，2002)。
[0010] 本領域中存在開發OspA疫苗的需要，所述OspA疫苗能夠提供針對在美國、歐洲以 及其它地方存在的疏螺旋體屬的多個物種的廣泛保護。以下公開描述了這種疫苗的細節。
[0011] 發明概述
[0012] 本發明解決了本領域中與萊姆病或萊姆疏螺旋體病的預防和治療相關的ー個或 多個需求。
[0013] 本發明包括一種分離的核酸分子，其包含選自由SEQIDN0:1、3以及5所不序列 組成的組的核苷酸序列。在ー些方面，本發明包括一種分離的核酸分子，其由選自由SEQID N0:l、3以及5所示序列組成的組的核苷酸序列組成。在其它方面，本發明包括一種分離 的核酸分子，其包含選自由以下組成的組的核苷酸序列：(a)與包含SEQIDN0:1、SEQID N0:3或SEQIDN0:5所示核苷酸序列的核酸分子具有至少90%、91%、92%、93%、94%、 95%、96%、97%、98%或99%的序列同ー性的核苷酸序列；和〇3)與（ &)互補的核苷酸序 列。在另外的方面，本發明包括一種分離的核酸分子，其包含選自由以下組成的組的核苷酸 序列：（a)編碼多肽的核苷酸序列，所述多肽與包含SEQIDN0:2、SEQIDN0:4或SEQID 吣:6所示氨基酸序列的多肽具有至少90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98% 或99%的序列同一 ,性；和（b)與（a)互補的核苷酸序列。在又ー些方面，本發明包括ー種分 離的核酸分子，其包含選自由以下組成的組的核苷酸序列：(a)編碼包含SEQIDN0:2、SEQ IDN0:4或SEQIDN0:6所示氨基酸序列的多肽的核苷酸序列，所述多肽具有1至25個保 守氨基酸的取代；（b)編碼包含SEQIDN0:2、SEQIDN0:4或SEQIDN0:6所示氨基酸序 列的多肽的核苷酸序列，所述多肽具有1至25個保守氨基酸的插入；（c)編碼包含SEQID N0:2、SEQIDN0:4或SEQIDN0:6所示氨基酸序列的多肽的核苷酸序列，所述多肽具有1 至25個保守氨基酸的內部缺失；（d)編碼包含SEQIDN0:2、SEQIDN0:4或SEQIDN0:6 所示氨基酸序列的多肽的核苷酸序列，所述多肽具有1至25個氨基酸的C末端和/或N末 端截短；（e)編碼包含SEQIDN0:2、SEQIDN0:4或SEQIDN0:6所示氨基酸序列的多肽 的核苷酸序列，所述多肽具有1至25個氨基酸的修飾，所述修飾選自氨基酸取代、氨基酸插 入、氨基酸缺失、C末端截短或N末端截短；以及（f)與（a)至（e)中任何一個互補的核苷 酸序列。
[0014] 本發明包括一種分離的核酸分子，其包含選自由SEQIDN0:7、9以及11所不序列 組成的組的核苷酸序列。在ー些方面，本發明包括一種分離的核酸分子，其由選自由SEQID N0:7、9以及11所示序列組成的組的核苷酸序列組成。在其它方面，本發明包括一種分離 的核酸分子，其包含選自由以下組成的組的核苷酸序列：(a)與包含SEQIDN0:7、SEQID勵:9或5￡〇10勵：11所示核苷酸序列的核酸分子具有至少90%、91%、92%、93%、94%、 95%、96%、97%、98%或99%的序列同ー性的核苷酸序列；和〇3)與（ &)互補的核苷酸序 列。在另外的方面，本發明包括一種分離的核酸分子，其包含選自由以下組成的組的核苷 酸序列：（a)編碼多肽的核苷酸序列，所述多肽與包含SEQIDN0:8、SEQIDNO: 10或SEQ IDN0:12所示氨基酸序列的多肽具有至少90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、 98%或99%的序列同一 ,性；和（b)與（a)互補的核苷酸序列。在又ー些方面，本發明包括一 種分離的核酸分子，其包含選自由以下組成的組的核苷酸序列：(a)編碼包含SEQIDN0:8、 SEQIDNO: 10或SEQIDNO: 12所示氨基酸序列的多肽的核苷酸序列，所述多肽具有1至 25個保守氨基酸的取代；（b)編碼包含SEQIDN0:8、SEQIDN0:10或SEQIDN0:12所示 氨基酸序列的多肽的核苷酸序列，所述多肽具有1至25個保守氨基酸的插入；（c)編碼包 含SEQIDN0:8、SEQIDN0:10或SEQIDN0:12所示氨基酸序列的多肽的核苷酸序列，所 述多肽具有1至25個保守氨基酸的內部缺失；⑷編碼包含SEQIDN0:8、SEQIDN0:10 或SEQIDN0:12所示氨基酸序列的多肽的核苷酸序列，所述多肽具有1至25個氨基酸的C 末端和/或N末端截短；（e)編碼包含SEQIDN0:8、SEQIDN0:10或SEQIDN0:12所示 氨基酸序列的多肽的核苷酸序列，所述多肽具有1至25個氨基酸的修飾，所述修飾選自氨 基酸取代、氨基酸插入、氨基酸缺失、C末端截短或N末端截短；以及（f)與（a)至（e)中任 何一個互補的核苷酸序列。
[0015]本發明包括載體、宿主細胞以及通過培養本文論述的宿主細胞來產生多肽的方 法。在ー些方面，本發明包括包含本文描述的任何核酸分子的載體。在其它方面，本發明包 括包含此類載體的宿主細胞。在ー些方面，宿主細胞是真核細胞。在其它方面，宿主細胞是 原核細胞。在各個方面，產生多肽的方法包括在適于表達多肽的條件下培養本文描述的宿 主細胞，并且任選地使多肽與培養物分離。在各個方面，本發明包括組合物，所述組合物包 含這些嵌合核酸分子中的任ー種或包含此類核酸分子的任何載體和一種或多種藥學可接 受的載體。
[0016]本發明包括組合物，所述組合物包含本文論述的核酸分子中的任ー種或本文論述 的載體（vector)中的任一種以及藥學可接受的載體（carrier)。在ー些方面，本發明包括 組合物，所述組合物包含本文論述的核酸分子中的至少兩種和藥學可接受的載體，其中所 述核酸分子具有不同的核苷酸序列。在具體方面，本發明包括組合物，所述組合物包含SEQ IDN0:1、3以及5所示核苷酸序列的組合。
[0017]本發明包括一種分離的多肽，其包含選自由SEQIDN0:2、4以及6所示序列組成 的組的氨基酸序列。在ー些方面，本發明包括一種分離的多肽，其由選自由SEQIDN0:2、4 以及6所示序列組成的組的氨基酸序列組成。在其它方面，本發明包括一種分離的多肽，其 包含具有至少200個氨基酸殘基的氨基酸序列，所述多肽與包含SEQIDN0:2、SEQIDN0:4 或SEQIDN0:6所示氨基酸序列的多肽具有至少90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、 97%、98%或99%的序列同一性。在另外的方面，本發明包括一種分離的多肽，其包含選自 由SEQIDN0:8、10以及12所示序列組成的組的氨基酸序列。在又ー些方面，本發明包括 一種分離的多肽，其由選自由SEQIDN0:8、10以及12所示序列組成的組的氨基酸序列組 成。在ー些方面，本發明包括一種分離的多肽，其包含具有至少200個氨基酸殘基的氨基酸 序列，所述多肽與包含SEQIDN0:8、SEQIDNO: 10或SEQIDNO: 12所示氨基酸序列的多 肽具有至少 90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%的序列同ー性。
[0018] 本發明包括組合物，所述組合物包含本文論述的多肽中的任一種和藥學可接受的 載體。在ー些方面，本發明包括組合物，所述組合物包含本文論述的多肽中的至少兩種和藥 學可接受的載體，其中所述多肽具有不同的氨基酸序列。在具體方面，本發明包括組合物， 所述組合物包含多肽的組合，所述多肽包含SEQIDN0:2、4以及6所示氨基酸序列。
[0019] 本發明包括免疫原性組合物。在ー些方面，本發明的免疫原性組合物包含本文 論述的組合物中的任一種和藥學可接受的載體。在各個方面，所述免疫原性組合物具有 誘導產生特異地結合外表面蛋白A(OspA)蛋白的抗體的性質。在某些方面，所述免疫原 性組合物具有誘導產生特異地結合疏螺旋體屬的抗體的性質。在特定方面，所述免疫原 性組合物具有誘導產生中和疏螺旋體屬的抗體的性質。在某些方面，疏螺旋體屬是廣義 伯氏疏螺旋體。在特定方面，疏螺旋體是阿氏疏螺旋體、伽氏疏螺旋體、巴伐利亞疏螺旋 體（Borreliabavariensis)或狹義伯氏疏螺旋體。在另外的方面，疏螺旋體是日本疏 螺旋體（Borreliajaponica)、安德森疏螺旋體（Borreliaandersonii)、比塞蒂疏螺旋 體（Borreliabissettii)、中原疏螺旋體（Borreliasinica)、土德疏螺旋體（Borrelia turdi)、塔盧基疏螺旋體（Borreliatanukii)、法雷斯疏螺旋體（Borreliavalaisiana)、 魯氏疏螺旋體（Borrelialusitaniae)、斯氏疏螺旋體（Borreliaspielmanii)、宮本疏螺 旋體（Borreliamiyamotoi)或孤星疏螺旋體（BorreliaIonestar)。在一些方面，抗體是 由動物產生。在另外的方面，所述動物是哺乳動物。在又ー些方面，所述哺乳動物是人類。
[0020] 本發明包括疫苗組合物。在ー些方面，本發明的疫苗組合物包含本文論述的任 何免疫原性組合物和藥學可接受的載體。在各個方面，本發明包括聯合疫苗。在某些方 面，本發明的聯合疫苗包含與至少ー種第二疫苗組合物聯合的本文論述的任何疫苗組合 物。在ー些方面，第二疫苗組合物預防蜱傳疾病。在各個方面，所述蜱傳疾病是落基山斑 疼熱（RockyMountainSpottedFever)、巴貝斯蟲病（Babesiosis)、回歸熱（Relapsing Fever)、科羅拉多蜱熱（Coloradotickfever)、人單核細胞埃立克體病（Humanmonocytic ehrlichiosis(HME))、人粒細胞埃立克體病（Humangranulocyticehrlichiosis(HGE))、 南方蜱叮咬相關的皮疼疾病（SouthernTick-AssociatedRashIllness(STARI))、兔熱 病（Tularemia)、蜱廉瘓（Tickparalysis)、波瓦桑腦炎（Powassanencephalitis)、昆 士蘭熱（Qfever)、克里米亞剛果出血熱（Crimean-Congohemorrhagicfever)、胞裂蟲 病（Cytauxzoonosis)、南歐斑疫熱（boutonneusefever)或蜱傳播的腦炎（tick-borne encephalitis)。在其它方面，所述第二疫苗組合物是選自由以下組成的組的疫苗：蜱傳播 的腦炎疫苗、日本腦炎疫苗以及落基山斑瘆熱疫苗。在各個方面，所述第二疫苗組合物具 有與針對疏螺旋體感染或萊姆病的免疫相容的季節性免疫程序（seasonalimmunization schedule)〇
[0021] 本發明包括用于誘導受試者的免疫反應的方法。在各個方面，此類方法包括向受 試者施用有效誘導免疫反應的量的本文論述的免疫原性組合物或疫苗組合物中的任ー種 的步驟。在某些方面，免疫反應包括產生抗OspA抗體。本發明包括特異地結合本文描述的 任何多肽的抗體或其片段。
[0022] 本發明包括用于預防或治療受試者的疏螺旋體感染或萊姆病的方法。在各個方 面，此類方法包括向受試者施用有效預防或治療疏螺旋體感染或萊姆病的量的本文論述的 疫苗組合物中的任ー種或本文論述的聯合疫苗中的任ー種的步驟。在其它方面，此類方法 包括向受試者施用有效預防或治療疏螺旋體感染或萊姆病的量的本文論述的抗體中的任 ー種的步驟。在某些方面，此類方法包括向受