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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Vogel-Antikörpern gegen
ein infektiöses
Antigen zur Behandlung und/oder Verhinderung von Atemwegsinfektionen.
Die Antikörper
werden durch lokale Applikation in der Mundhöhle und/oder dem Rachen verabreicht.
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Hintergrund
der Erfindung und Stand der Technik
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Es
ist wohl bekannt, dass domestizierte Vogel-Spezies, z. B. Hühner, in
ihren Eiern hohe Titer von Antikörpern
gegen Faktoren produzieren, gegen welche sie immunisiert wurden
(4). In mehreren Versuchen wurden Vogel-Antikörper zur Verhinderung oder
Behandlung von bakteriellen oder viralen Infektionen im Verdauungstrakt
verschiedener Tiere mit vielversprechenden Ergebnissen verwendet
(12–17), jedoch
gibt es keine Befunde in der wissenschaftlichen Literatur, dass
Vogel-Antikörper oder
Antikörper irgendeines
anderen Ursprungs zur Verhinderung oder Behandlung von Atemwegsinfektionen,
weder bei Säugetieren
noch Menschen, verwendet wurden. Traditionell werden Atemwegsinfektionen
mit einer herkömmlichen
Therapie, wie z. B. Antibiotikabehandlung, behandelt. Der Grund
dafür,
dass keine Antikörper
verwendet werden, liegt darin, dass kein möglicher Weg der Verabreichung
der Antikörper
bei der Behandlung von Atemwegsinfektionen gesehen wurde. Höchst überraschend
fanden die Erfinder der vorliegenden Erfindung, dass die Verabreichung
von Antikörpern
durch lokale Applikation in der Mundhöhle und/oder dem Rachen zur
Behandlung von Atemwegsinfektionen verwendet werden konnte.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung schlägt
erstmals die Verwendung von Vogel-Antikörpern und/oder Antigen-bindenden
Fragmenten davon zur Herstellung eines Arzneiwirkstoffs zur Verhinderung
und/oder Behandlung von Atemwegsinfektionen vor.
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Höchst überraschend
schlägt
die vorliegende Erfindung erstmals vor, dass Vogel-Antikörper zur Verhinderung
und/oder Behandlung von Atemwegsinfektionen eingesetzt werden können, wenn
sie durch lokale Aplikation in der Mundhöhle und/oder dem Rachen, vorzugsweise
durch Gurgeln und/oder Schlucken, verabreicht werden. Die Erfinder
der vorliegenden Erfindung haben dies durch klinische Studien mit
Menschen verifiziert.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Behandlung von Atemwegsinfektionen,
d. h. Infektionen in der Nasenhöhle,
den Nasen-Nebenhöhlen,
dem Lymphknotenring im Oropharynx, Kehlkopf, der Luftröhre, den
Bronchien, Bronchiolen und/oder Alveolen, d. h. dem gesamten Weg
im Atemtrakt – welche durch
beispielsweise Pseudomonaden und/oder verwandte Mikroorganismen
verursacht werden.
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Die
erfindungsgemäße Behandlung und/oder
Verhinderung von Atemwegsinfektionen eignet sich besonders für diejenigen
Individuen mit einer erhöhten
Anfälligkeit
für Infektionen
oder einem erhöhten
Risiko, sich Infektionen zuzuziehen, da die Behandlung schonend
und nicht von unerwünschten Nebenwirkungen
begleitet ist.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Zum
Testen der Verwendung von Antikörpern
zur Behandlung von Atemwegsinfektionen wählten die Erfinder der vorliegenden
Erfindung die Gruppe von Patienten, welche unter zystischer Fibrose
(CF) leiden. Diese Patienten weisen eine erhöhte An fälligkeit für Infektionen mit wiederkehrenden
oder chronischen Atemwegsinfektionen von Pseudomonas aeruginosa
auf. Die Patienten mit zystischer Fibrose mussten sich bisher auf
eine herkömmliche
Therapie, wie z. B. Antibiotikabehandlung, verlassen, welche manchmal
nicht erfolgreich und von unerwünschten
Nebeneffekten begleitet ist.
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Eine
chronische Kolonisierung mit Pseudomonas aeruginosa in den Atemwegen
von Patienten mit zystischer Fibrose (CF) ist eine Hauptursache
der hohen Krankheitsziffer und Sterblichkeit bei dieser Krankheit.
Es ist sehr schwierig, Pseudomonas aeruginosa los zu werden, nachdem
es einmal aus dem Sputum von CF-Patienten isoliert wurde. Lediglich eine
temporäre
Eliminierung dieses Pathogens kann durch eine intensive Antibiotikabehandlung
während sehr
früher
Kolonisationsphasen erzielt werden – und die Bakterien werden
sehr schnell zurückkehren (1–3). Die
besten Ergebnisse wurden bisher vom CF-Center in Kopenhagen (2) berichtet,
wo 14 CF-Patienten täglich
mit oralem Ciprofloxacin und Inhalation von Colistin für 3 Wochen
nach ihrer ersten Pseudomonas aeruginosa-positiven Kultur behandelt wurden.
Nach der Behandlung wurden diese Patienten bis zu 27 Monate (insgesamt
214 Monate; Mittelwert 15,3 Monate) beobachtet. Während dieser
Zeit wurden zwei dieser Patienten chronisch mit Pseudomonas aeruginosa
kolonisiert (definiert als sechs aufeinanderfolgende Sputum-Kulturen, die für die Bakterien
positiv waren) und 49 Sputum-Kulturen
von 214 (= 23%) waren positiv für
Pseudomonas aeruginosa. Aus einer anderen Studie aus Kopenhagen wird
berichtet, dass Pseudomonas aeruginosa in Sputum-Kulturen bereits
4 Monate nach der Durchführung
einer Anti-Pseudomonas-Chemotherapie
bei 98,3% der CF-Patienten wieder auftrat (3).
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Jedes
Ei von einer Henne enthält
mehr als 100 mg Antikörper.
Diese Antikörper
werden von Hennen produziert und in ihre Ei er überführt, wo sie in hohen Konzentrationen
gefunden werden. Hohe Titer von spezifischen Antikörpern gegen
Bakterien wurden durch wiederholte Immunisierung von Hennen mit
abgetöteten
spezifischen Bakterien oder Fragmenten davon erhalten. Spezifische
Antikörper gegen
Pseudomonas aeruginosa wurden durch wiederholte Immunisierungen
von Hennen mit abgetöteten
Pseudomonas aeruginosa gebildet. Eier von diesen Hennen wurden zur
Herstellung einer Lösung
mit hoher spezifischer Antikörperkonzentration
verwendet.
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Ein
Antikörper
besteht aus zwei Teilen; einem Fab-Fragment, welches derjenige Teil
des Antikörpers
ist, der an das Antigen bindet, und einem Fc-Fragment, dem Antigen-bindende
Eigenschaften fehlen. Als Grundlage der oralen Verabreichung von Immunoglobulinen
wurde die Störung
der Bakterien-Anheftung
und Neutralisation von Toxinen, die von den Pathogenen produziert
werden, angesehen. Die Schutzwirkung sollte deshalb entweder von
dem gesamten IgY-Molekül
oder dem Antigen-bindenden Fragment davon verliehen werden, da beide
zu den obigen Funktionen in der Lage sind. In der Tat wurde dies
durch die Arbeit von Ahren und Svennerholm (5) demonstriert, welche
beobachteten, dass Fab-Fragmente von Anti-CFA/I Flüssigkeitssekretion
(Diarrhöe)
fast so wirksam wie die Fraktion von nicht-gespaltenem Immunoglobulin
des Serums verringerten. Fab-Fragmente aus Hühner-IgY werden somit ähnliche
Schutzfunktionen gegen bakterielle Infektionen aufweisen wie das
gesamte IgY-Molekül.
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Im
Gegensatz zu Antikörpern
aus Säugern (z.
B. Rindern) aktivieren die Antikörper
aus Eiern (6) nicht das humane Komplementsystem (7). Dies ist ein
gewaltiger Vorteil, da aktivierte Komplementfaktoren sehr effektive
Mediatoren von Entzündungsreaktionen
sind. Darüber
hinaus reagieren Antikörper nicht
mit Rheumafaktoren (8), humanen Fc-Rezeptoren (9), bak teriellen
Fc-Rezeptoren (10) oder humanen Anti-Maus-IgY-Antikörpern (11), was sie sehr sicher
in der Anwendung macht.
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Die
folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne diese zu beschränken.
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BEISPIEL 1
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Herstellung von Vogel-Antikörpern gegen
Pseudomonas aeruginosa
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Pseudomonas
aeruginosa-Bakterien wurden durch Formaldehyd-Fixierung abgetötet. Die abgetöteten Bakterien
wurden in 0,9%igem NaCl gewaschen und bei –20°C eingefroren. 0,5 ml Bakterien wurden
mit 0,5 ml unvollständigem
Freund-Adjuvans gemischt und für
die intramuskuläre
Immunisierung von Haushennen eingesetzt. Die Hennen wurden vier
Mal immunisiert, mit 2 Wochen zwischen den Immunisierungen. Die
Eier wurden nach der ersten Immunisierungsperiode von 8 Wochen gesammelt
und dann kontinuierlich. Die Hennen erhielten weitere Auffrischungsimmunisierungen
mit einem 2–3
monatigem Intervall, so dass sie im hyperimmunisierten Zustand bleiben
würden.
Die Antikörper
wurden mit dem Wasserverdünnungsverfahren
nach Akita und Nakai, 1993 (18) gereinigt. Nachdem das Präzipitat durch
Zentrifugation entfernt worden war, wurde der Überstand bei –20°C in Portionen
von 30–70
ml eingefroren. Der Antikörpertiter
der endgültigen
Präparationen
wurde mittels Immunoblot überprüft.
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BEISPIEL II
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Fallberichte
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Bei
ihrer ersten Kolonisierung mit Pseudomonas aeruginosa in den Atemwegen
wurden zwei CF-Patienten mit dem oralen Antibiotikum Ciprofloxacin
und Antibiotika-Inhalationen von Colistin oder Tobramycin für 3 Wochen
behandelt. Gleichzeitig mit der Antibiotikabehandlung begannen sie
täglich
(2 Minuten lang) mit der Lösung
nach Beispiel 1 zu gurgeln und danach spezifische Antikörper gegen
Pseudomonas aeruginosa zu schlucken. Nach dieser dreiwöchigen Periode
erhielten die Patienten kontinuierlich Antikörper nach dem obigen Verfahren,
jedoch ohne Antibiotika, für
zusammen mehr als 30 Monate (26 bzw. 4 Monate). Alle Sputum-Kulturen
während des
Behandlungszeitraums waren negativ für Pseudomonas aeruginosa (0
von 28 positiv = 0%; dies sollte mit den Ergebnissen der oben zitierten
Kopenhagen-Studie verglichen werden, welche 49 aus 214 = 23% betrugen
(p < 0,005)). Somit
wird eine vollständige
Eliminierung von Pseudomonas aeruginosa in den Atemwegen von CF-Patienten
erreicht. Diese Ergebnisse legen stark nahe, dass die Behandlung durch
Gurgeln und Schlucken von Antikörpern
gegen Pseudomonas aeruginosa gemäß der Erfindung wirksam
ist, um eine chronische Kolonisierung der Bakterien zu verhindern.
Die Wirkung ist aller Wahrscheinlichkeit nach auf die lokale Wirkung
der Vogel-Antikörper
in der Mundhöhle
und/oder dem Rachen zurückzuführen, da
die Antikörper,
wenn sie geschluckt werden, durch proteolytische Enzyme des Darms
abgebaut werden und nicht ins Blut gelangen.
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Für diese
Patienten beträgt
die Dosis vorzugsweise etwa 50 mg IgY pro Tag. Es wurden Vorkehrungen
getroffen, um eine bakterielle Kontaminierung der Lösungen zu
vermeiden, welche danach bei –20°C gehalten
wurden. Die CF-Patienten wurden gebeten, eine Flasche mit 30–70 ml der
Lösung
jeden Morgen aus dem Gefrierschrank zu nehmen und mit dieser Lösung am
Abend 2 Minuten lang zu gurgeln und diese danach zu schlucken.
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Fall
1. Eine 21 Jahre alte Frau mit CF-Diagnose bei der Geburt durch
Screenen mit Albumin in Meconium (179 mg Albumin/g Trockengewicht
Meconium) und anschließenden
Schweißtest
(Na 101, Cl 122 mmol/kg Schweiß).
Bereits während
ihrer ersten drei Lebenswochen gab es schwere Ernährungsprobleme.
Sie hatte häufigen
Stuhl, erbrach viel und ihr Gewicht verringerte sich von 3430 g
auf 2930 g trotz eines starken Appetits. Nachdem eine geeignete Therapie
(Pankreasenzyme, Brustfütterung,
extra Vitamine, Nebelzelt, Physiotherapie und Anti-Staphylokokken-Antibiotika
bei jeder Atemwegsinfektion) begonnen worden war, begann sie erneut
Gewicht zuzunehmen und es ging ihr recht gut. Ihre Größe lag stetig
leicht oberhalb des Mittelwerts für ihr Alter bis zu einer Endgröße von 169
cm; ihr Gewicht lag gewöhnlich
um den Mittelwert für
ihr Alter, jedoch mit einer beträchtlichen
Verringerung im Alter von 7–8
Jahren, und sie erreichte das mittlere Gewicht nicht wieder bis
zum Alter von 15 Jahren. Während
der letzten zwei Jahre lag ihr Gewicht bei etwa 53 kg, d. h. BMI (Körpermasseindex)
18,6. Seit dem Alter von 7 1/2 Jahren hatte sie immer Staphylococcus
aureus in ihrem Sputum, gelegentlich auch Hemophilus influenzae
oder Proteus mirabilis. Ihre Thorax-Röntgenwerte
zeigten eine leichte aber stetige Zunahme typischer CF-Veränderungen
und ihre Lungenfunktion verschlechterte sich langsam auf eine FVC
(forcierte Vitalkapazität)
von etwa 75% und FEV1 (forciertes Ausatmungsvolumen in einer Sekunde;
Ein-Sekunden-Kapazität)
auf etwa 50% der vorausgesagten Werte im Alter von 19 Jahren. Ihre
erste Kolonisierung mit Pseudomonas aeruginosa geschah im November
1989. Diese wurde wirksam mit Azactam und Gentamycin i. v. in zwei
Zeiträumen
von jeweils 14 Tagen und Zugabe von Ciprofloxacin oral beim zweiten
Mal behandelt. Danach kehrten ihre Sputum-Kulturen zum früheren Muster von Staphyloccus
aureus und Hemophilus influenzae bis zum August 1994 zurück. Zu diesem
Zeitpunkt wurden die Bakterien nach einer 14-tägigen Behandlung mit Ceftazidim
und Tobramycin i. v. eliminiert.
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Jedoch
wurde bereits im Januar 1995 Pseudomonas aeruginosa erneut in ihrem
Sputum gefunden. Zu diesem Zeitpunkt wurde beschlossen, ihr eine
Antibiotikatherapie nach dem Kopenhagener Modell (2) mit 750 mg
Ciprofloxin 3× und
2 Millionen E Colistin × 2
durch Inhalation für
drei Wochen zu geben und zum selben Zeitpunkt mit dem täglichen
Gurgeln und Schlucken von Vogel-Antikörpern gegen Pseudomonas aeruginosa
zu beginnen. Die tägliche Einnahme
von Antikörpern
wurde seitdem fortgesetzt (nun für
26 Monate). Es gab kein neues Auftreten von Pseudomonas aeruginosa
und das Muster von Bakterien in ihrem Sputum kehrte zum Üblichen
zurück. Sie
hatte niemals irgendwelche Präzipitine
oder Antikörper
gegen Pseudomonas aeruginosa in ihrem Serum. Keine Nebenwirkungen
der Behandlung wurde in ihrem Blut beobachtet (rote und weiße Blutzellen, Trombozyten,
Leberenzyme oder Creatinin-Werte). Ihre Thorax-Röntgenwerte waren seit 1995
im Wesentlichen unverändert,
ebenso ihre Lungenfunktionstests (FVC immer noch 75 und FEV1 nun
45% des Vorausgesagten). Sie ist eine extrem aktive Frau und ihre
Arbeitskapazität
(150 Watt) muss in Anbetracht ihrer schweren Erkrankung als sehr
gut betrachtet werden.
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Fall
2. Ein 17 Jahre altes Mädchen
mit CF. Während
ihrer ersten beiden Lebensjahre hatte sie wiederholt auftretende
obstruktive Bronchitis, häufig schmierigen, übelriechenden,
lockeren Stuhl und geringe Gewichtszunahme (Gewicht 9,5 kg im Alter
von 2 Jahren). Zu diesem Zeitpunkt wurden Schweißtests vorgenommen und offenbarten
die Diagnose von CF. Eine intensive Behandlung wurde dann etabliert.
Ihr Gewicht kehrte zu mittleren Werten zurück, jedoch folgte ihre Größe der -2-SD-Kurve und stoppte
bei 151 cm. Ihr Hauptproblem waren wiederholt auftretende Magenschmerzen
des Typs "distales
intestinales Obstruktionssyndrom (DIOS)". Ihre Lungen waren immer sehr gut – die Thorax-Röntgenbilder
zeigten nur Minimalveränderungen,
die Lungenfunktionstests waren alle bei oder über dem Mittelwert für ihr Alter
und ihre Größe (die
Ausnahme ist RV (Residualvolumen): 1,14 = 186% des Vorausgesagten).
Ihre Arbeitskapazität
(120 Watt) ist nahezu normal. Ihre Sputum-Kulturen hatten immer Staphylococcus
aureus und/oder Hemophilus influenzae gezeigt, bis zum November
1996, zu welchem Zeitpunkt die Kulturen zum ersten Mal Pseudomonas
aeruginosa zeigten. Sie erhielt dann sofort eine dreiwöchige Therapie
von 750 mg Ciprofloxacin × 2
oral und 320 mg Tobramycin × 2
durch Inhalation (Colistin war nicht verfügbar). Gleichzeitig begann
sie mit täglichem
Gurgeln und Schlucken von Vogel-Antikörpern gegen
Pseudomonas aeruginosa, womit sie seitdem fortfuhr. Pseudomonas
aeruginosa wurde eliminiert und seitdem (nun für 4 Monate) hatte sie ihre üblichen
Bakterien im Sputum. Ihr geht es nach wie vor gut.
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Gleichermaßen gute
Ergebnisse wurden für weitere
neun Patienten erzielt und die Ergebnisse legen stark eine prophylaktische
und therapeutische Wirkung der erfindungsgemäßen Behandlung von Atemwegsinfektionen
von Pseudomonas aeruginosa mit Vogel-Antikörpern gegen diese nahe. In
30 Sputum-Kulturen während
des therapeutischen Zeitraums der beiden oben beschriebenen Patienten wurden
keine Pseudomonas aeruginosa-positiven Kulturen
gefunden. Im Gegensatz dazu gab es in der oben genannten Studie
aus Kopenhagen 23% positive Kulturen und bis zu 75–100% dieser
Patienten hatten mindestens eine positive Kultur während eines ähnlichen
Beobachtungszeitraums wie in der vorliegenden Erfindung.
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Referenzen
-
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