JP2017141226A - 組換え毒素を含むクロストリジウム・ディフィシレに対するワクチン - Google Patents
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Abstract
【課題】組換え毒素を含むクロストリジウム・ディフィシレに対するワクチンの提供。
【解決手段】毒性を実質的に低減又は排除する、天然毒素配列に対して特に定められた突然変異を含む組換えクロストリジウム・ディフィシレからの二成分毒素A(CDTa)タンパク質,該タンパク質及び医薬上許容される担体を含む免疫原性組成物、毒性を実質的に低減又は排除するのに十分な突然変異を含むCDTa突然変異毒素をバキュロウイルス/昆虫細胞発現系内で発現させる。
【選択図】図21
【解決手段】毒性を実質的に低減又は排除する、天然毒素配列に対して特に定められた突然変異を含む組換えクロストリジウム・ディフィシレからの二成分毒素A(CDTa)タンパク質,該タンパク質及び医薬上許容される担体を含む免疫原性組成物、毒性を実質的に低減又は排除するのに十分な突然変異を含むCDTa突然変異毒素をバキュロウイルス/昆虫細胞発現系内で発現させる。
【選択図】図21
Description
本発明は、クロストリジウム・ディフィシレ(Clostridium diffic
ile)からの毒素A(TcdA)、毒素B(TcdB)および二成分毒素(CDTaお
よびCDTb)タンパク質から選択される少なくとも1つの組換え毒素タンパク質ならび
に追加的な免疫原との組合せを使用するクロストリジウム・ディフィシレ(Clostr
idium difficile)に対する免疫応答の誘導方法に関する。本発明はまた
、防御免疫応答を誘導しうる、CDTaおよび/またはCDTbタンパク質を、単独で又
は1以上の追加的な免疫原、例えばTcdAおよびTcdBと組み合わせて含む免疫原性
組成物、特に、クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)ワクチンに
関する。
ile)からの毒素A(TcdA)、毒素B(TcdB)および二成分毒素(CDTaお
よびCDTb)タンパク質から選択される少なくとも1つの組換え毒素タンパク質ならび
に追加的な免疫原との組合せを使用するクロストリジウム・ディフィシレ(Clostr
idium difficile)に対する免疫応答の誘導方法に関する。本発明はまた
、防御免疫応答を誘導しうる、CDTaおよび/またはCDTbタンパク質を、単独で又
は1以上の追加的な免疫原、例えばTcdAおよびTcdBと組み合わせて含む免疫原性
組成物、特に、クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)ワクチンに
関する。
関連出願に対する相互参照
本出願は、2012年1月27日付け出願の米国仮特許出願第61/591,631号
、2012年2月8日付け出願の米国仮特許出願第61/596,419号、および20
12年9月20日付け出願の米国仮特許出願第61/703,754号(それらの全内容
を参照により本明細書に組み入れることとする)の利益を主張するものである。
本出願は、2012年1月27日付け出願の米国仮特許出願第61/591,631号
、2012年2月8日付け出願の米国仮特許出願第61/596,419号、および20
12年9月20日付け出願の米国仮特許出願第61/703,754号(それらの全内容
を参照により本明細書に組み入れることとする)の利益を主張するものである。
電子的に提出された配列表に対する言及
本出願の配列表は、2013年1月25日付け作成のファイル名「23192−PCT
−SEQLIST−25JAN2013.TXT」および632KBのサイズを有するA
SCIIファーマット化配列表としてEFS−Webから電子的に提出されている。EF
S−Webから提出されたこの配列表は本明細書の一部であり、その全体を参照により本
明細書に組み入れることとする。
本出願の配列表は、2013年1月25日付け作成のファイル名「23192−PCT
−SEQLIST−25JAN2013.TXT」および632KBのサイズを有するA
SCIIファーマット化配列表としてEFS−Webから電子的に提出されている。EF
S−Webから提出されたこの配列表は本明細書の一部であり、その全体を参照により本
明細書に組み入れることとする。
クロストリジウム(Clostridium)は、土壌中の有機物および哺乳動物の胃
腸管の嫌気性区画中の分解および崩壊に関与する嫌気性グラム陽性芽胞形成細菌の属であ
る。多数のクロストリジウム属種(Clostridium spp.)は、それらの機
能に影響を及ぼすために、生物の種々の成分を標的化する分解酵素をコードし、発現する
。これらの酵素の幾つかは非常に強力な毒素および細胞毒へと進化している。これらの毒
素の発現は、幾つかのクロストリジウム(Clostridium)属種を、それぞれ破
傷風、ボツリヌス中毒、ガス壊疽および抗生物質関連大腸炎を引き起こすクロストリジウ
ム・テタニ(Clostridium tetani)、クロストリジウム・ボツリナム
(Clostridium botulinum)、クロストリジウム・パーフリンジェ
ンス(Clostridium perfringens)およびクロストリジウム・デ
ィフィシレ(Clostridium difficile)を含む日和見病原体へと変
化させうる。
腸管の嫌気性区画中の分解および崩壊に関与する嫌気性グラム陽性芽胞形成細菌の属であ
る。多数のクロストリジウム属種(Clostridium spp.)は、それらの機
能に影響を及ぼすために、生物の種々の成分を標的化する分解酵素をコードし、発現する
。これらの酵素の幾つかは非常に強力な毒素および細胞毒へと進化している。これらの毒
素の発現は、幾つかのクロストリジウム(Clostridium)属種を、それぞれ破
傷風、ボツリヌス中毒、ガス壊疽および抗生物質関連大腸炎を引き起こすクロストリジウ
ム・テタニ(Clostridium tetani)、クロストリジウム・ボツリナム
(Clostridium botulinum)、クロストリジウム・パーフリンジェ
ンス(Clostridium perfringens)およびクロストリジウム・デ
ィフィシレ(Clostridium difficile)を含む日和見病原体へと変
化させうる。
クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)感染(CDI)は先進国
における最も一般的な院内感染の1つであり、抗生物質により引き起こされる正常なコロ
ニーフローラの破壊により、抗生物質療法を受けている入院患者に広がることが多い。米
国では毎年、推定500,000のCDIの症例が見られる(Campbellら,In
fect Control Hosp Epidemiol,30(6):526−33
(2009);Rupnikら,Nature Reviews,7:527−36(2
009))。米国で報告されているクロストリジウム・ディフィシレ(C.diffic
ile)の症例数は、CDI排出物診断での入院の比率が2001年から2005年まで
に92%増加していることにより認められるとおり、増加している。クリンダマイシン、
セファロスポリン、ペニシリンおよびフルオロキノロンを含むほとんど全ての抗生物質は
、毒素産生性クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)により引き起
こされる症候性疾患に関連づけられている(Bartlett,J.G.,Clin I
nfect Dis.46(10):1489−92(2008);Gorbach,S
.L.,N Engl J Med,341(22):1690−1(1999);Ke
llyら,N Engl J Med 30(4):257−62(1994))。クロ
ストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)関連疾患(CDAD)は、抗生
物質関連下痢、大腸炎および偽膜性大腸炎を含み、場合によっては、中毒性巨大結腸症、
敗血症および死亡へと進行しうる。この理由により、CDIは重大な医療問題である。C
DADに罹患している幾人かの患者は抗生物質療法の中断に応答するが、ほとんどはメト
ロニダゾールまたはバンコマイシンのような更なる薬剤での治療を要する(DuPont
ら,Current Opinion in Infectious Diseases
21:500−507(2008)に概説されている)。既存療法は、しばしば、CD
ADを排除できずあるいは再発性疾患につながり、したがって、予防または治療の新規方
法が必要とされている。
における最も一般的な院内感染の1つであり、抗生物質により引き起こされる正常なコロ
ニーフローラの破壊により、抗生物質療法を受けている入院患者に広がることが多い。米
国では毎年、推定500,000のCDIの症例が見られる(Campbellら,In
fect Control Hosp Epidemiol,30(6):526−33
(2009);Rupnikら,Nature Reviews,7:527−36(2
009))。米国で報告されているクロストリジウム・ディフィシレ(C.diffic
ile)の症例数は、CDI排出物診断での入院の比率が2001年から2005年まで
に92%増加していることにより認められるとおり、増加している。クリンダマイシン、
セファロスポリン、ペニシリンおよびフルオロキノロンを含むほとんど全ての抗生物質は
、毒素産生性クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)により引き起
こされる症候性疾患に関連づけられている(Bartlett,J.G.,Clin I
nfect Dis.46(10):1489−92(2008);Gorbach,S
.L.,N Engl J Med,341(22):1690−1(1999);Ke
llyら,N Engl J Med 30(4):257−62(1994))。クロ
ストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)関連疾患(CDAD)は、抗生
物質関連下痢、大腸炎および偽膜性大腸炎を含み、場合によっては、中毒性巨大結腸症、
敗血症および死亡へと進行しうる。この理由により、CDIは重大な医療問題である。C
DADに罹患している幾人かの患者は抗生物質療法の中断に応答するが、ほとんどはメト
ロニダゾールまたはバンコマイシンのような更なる薬剤での治療を要する(DuPont
ら,Current Opinion in Infectious Diseases
21:500−507(2008)に概説されている)。既存療法は、しばしば、CD
ADを排除できずあるいは再発性疾患につながり、したがって、予防または治療の新規方
法が必要とされている。
過去10年にわたり、重篤または致死的な感染症の増加、標準的な治療の失敗、よりビ
ルレントな流行性株(NAP1/027/BI)の出現、益々増加している市中感染およ
び回帰発症の頻度(〜15から25%と見積もられている)が、CDIに対する治療的お
よび/または予防的治療の必要性の増大をもたらしている(Aslamら,Lancet
,365(9469):1464(2005);Looら,N Engl J Med,
365(18):1693−703(2006);McDonaldら,N Engl
J Med,353(23):2433−41(2005);Muto,C.A.,In
fect Control Hosp Epidemiol,26(1):10−2(2
005);Pepinら,Cmaj,.171(5):466−72(2004);Za
rら,Clin Infect Dis,45(3):302−7.(2007))。幾
つかの研究は最近、市中感染CDIの頻度が増加していることを示唆している(MMWR
Morb Mortal Wkly Rep,57(13):340−3(2008)
;Hirschhornら,J Infect Dis,.169(1):127−33
(1994);Karlstromら,Clin Infect Dis,26(1):
141−5(1998);Kyneら,J Infect,36(3):287−8(1
998);Lambertら,Infect Control Hosp Epidem
iol,30(10):945−51(2009);Norenら,J Clin Mi
crobiol,42(8):p.3635−43(2004);Paltansing
ら,Clin Microbiol Infect,13(11):1058−64(2
007))。
ルレントな流行性株(NAP1/027/BI)の出現、益々増加している市中感染およ
び回帰発症の頻度(〜15から25%と見積もられている)が、CDIに対する治療的お
よび/または予防的治療の必要性の増大をもたらしている(Aslamら,Lancet
,365(9469):1464(2005);Looら,N Engl J Med,
365(18):1693−703(2006);McDonaldら,N Engl
J Med,353(23):2433−41(2005);Muto,C.A.,In
fect Control Hosp Epidemiol,26(1):10−2(2
005);Pepinら,Cmaj,.171(5):466−72(2004);Za
rら,Clin Infect Dis,45(3):302−7.(2007))。幾
つかの研究は最近、市中感染CDIの頻度が増加していることを示唆している(MMWR
Morb Mortal Wkly Rep,57(13):340−3(2008)
;Hirschhornら,J Infect Dis,.169(1):127−33
(1994);Karlstromら,Clin Infect Dis,26(1):
141−5(1998);Kyneら,J Infect,36(3):287−8(1
998);Lambertら,Infect Control Hosp Epidem
iol,30(10):945−51(2009);Norenら,J Clin Mi
crobiol,42(8):p.3635−43(2004);Paltansing
ら,Clin Microbiol Infect,13(11):1058−64(2
007))。
クロストリジウム・ディフィシレ(Clostridium difficile)の
毒素産生性分離体は、通常、毒素Aおよび毒素B(「TcdA」および「TcdB」)と
称される2つの大きなクロストリジウム毒素をコードしており、それらは、それらの特異
な大分子量(>250kDa)および作用メカニズムゆえに、大クロストリジウム毒素(
LCT)と称される、より大きな毒素ファミリーの一部である(Schirmerおよび
Aktories,Biochimica et Biophysica Acta 1
673:66−74(2004))。他の毒素産生株は毒素Bのみを発現し、毒素Aを発
現しない。TcdAおよびTcdBはCDIの唯一の原因因子であることが示されている
。クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)株の一部は、クロストリ
ジウム・ディフィシレ(C.difficile)トランスフェラーゼまたはCDTと称
されるアクチン−ADP−リボシル化毒素をも産生する。二成分毒素と一般に称されるこ
の毒素は、特に、非常にビルレントな流行性株、例えばNAP1/027/BIに関連し
ており、2つのタンパク質CDTaおよびCDTbからなる。
毒素産生性分離体は、通常、毒素Aおよび毒素B(「TcdA」および「TcdB」)と
称される2つの大きなクロストリジウム毒素をコードしており、それらは、それらの特異
な大分子量(>250kDa)および作用メカニズムゆえに、大クロストリジウム毒素(
LCT)と称される、より大きな毒素ファミリーの一部である(Schirmerおよび
Aktories,Biochimica et Biophysica Acta 1
673:66−74(2004))。他の毒素産生株は毒素Bのみを発現し、毒素Aを発
現しない。TcdAおよびTcdBはCDIの唯一の原因因子であることが示されている
。クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)株の一部は、クロストリ
ジウム・ディフィシレ(C.difficile)トランスフェラーゼまたはCDTと称
されるアクチン−ADP−リボシル化毒素をも産生する。二成分毒素と一般に称されるこ
の毒素は、特に、非常にビルレントな流行性株、例えばNAP1/027/BIに関連し
ており、2つのタンパク質CDTaおよびCDTbからなる。
CDTbサブユニットは、酵素的に活性なCDTaタンパク質の細胞質内進入を可能に
する七量体環状構造を形成する。CDTaタンパク質はアルギニン177におけるG−ア
クチンのADP−リボシル化を触媒し、アクチン重合を妨げる(Barth,H.ら,B
inary bacterial toxins:biochemistry,biol
ogy,and applications of common Clostridi
um and Bacillus proteins.Microbiol Mol B
iol Rev,68(3):373−402(2004))。クロストリジウム・ディ
フィシレ(C.difficile)疾患の病理発生における二成分毒素の厳密な役割は
十分には解明されていないが、これらの毒素は腸管毒として機能し(Geric,B.ら
,Journal of Infectious Diseases 193(8):1
143−1150(2006))、微小管の形成を誘導し、それによりクロストリジウム
・ディフィシレ(C.difficile)の定着を増進することが示されており(Sc
hwan,Cら,PLoS Pathog,5(10):el000626(2009)
)、より最近になって、非二成分毒素含有株と比較して増加した死亡率に関連づけられて
いる(Bacciら,Emerg.Infect.Dis.,17(6):976−82
(2011);Goldenberg SD,Journal of Infectio
n,62:355−62(2011))。
する七量体環状構造を形成する。CDTaタンパク質はアルギニン177におけるG−ア
クチンのADP−リボシル化を触媒し、アクチン重合を妨げる(Barth,H.ら,B
inary bacterial toxins:biochemistry,biol
ogy,and applications of common Clostridi
um and Bacillus proteins.Microbiol Mol B
iol Rev,68(3):373−402(2004))。クロストリジウム・ディ
フィシレ(C.difficile)疾患の病理発生における二成分毒素の厳密な役割は
十分には解明されていないが、これらの毒素は腸管毒として機能し(Geric,B.ら
,Journal of Infectious Diseases 193(8):1
143−1150(2006))、微小管の形成を誘導し、それによりクロストリジウム
・ディフィシレ(C.difficile)の定着を増進することが示されており(Sc
hwan,Cら,PLoS Pathog,5(10):el000626(2009)
)、より最近になって、非二成分毒素含有株と比較して増加した死亡率に関連づけられて
いる(Bacciら,Emerg.Infect.Dis.,17(6):976−82
(2011);Goldenberg SD,Journal of Infectio
n,62:355−62(2011))。
クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)毒素中和性ポリクローナ
ル血清での受動免疫(Thomasら,WO 99/20304およびWO 2005/
058353を参照されたい)、毒素断片で免疫化(Wardら,WO 98/5905
3;Lyerlyら,Current Microbiology 21:29−32(
1990);WO 00//061761)およびホルマリン不活化完全天然毒素での免
疫化(Torresら,Infection and Immunity 63(12)
:4619−4627(1995);Kimら,Infection and Immu
nity 55(12):2984−2992(1987));Fernieら,Dev
el.Biol.Standard 53:325−32(1983);Libbyら,
Infect Immun 36:822−9(1982);Ghoseら,Infec
tion and Immunity 75(6):2826−2832)を含む、クロ
ストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)ワクチンの開発に対する幾つか
のアプローチが文献に記載されている。また、二成分毒素(J.E.Galen,WO
2011/060431)を含む毒素断片をコードするDNAに基づくワクチンも記載さ
れている(Gardinerら,Vaccine 27:3598−3604(2009
))。Ellingsworthらは、TcdAおよびTcdBの受容体結合ドメインを
含む組換え融合タンパク質を開示している(WO2012/028741)。
ル血清での受動免疫(Thomasら,WO 99/20304およびWO 2005/
058353を参照されたい)、毒素断片で免疫化(Wardら,WO 98/5905
3;Lyerlyら,Current Microbiology 21:29−32(
1990);WO 00//061761)およびホルマリン不活化完全天然毒素での免
疫化(Torresら,Infection and Immunity 63(12)
:4619−4627(1995);Kimら,Infection and Immu
nity 55(12):2984−2992(1987));Fernieら,Dev
el.Biol.Standard 53:325−32(1983);Libbyら,
Infect Immun 36:822−9(1982);Ghoseら,Infec
tion and Immunity 75(6):2826−2832)を含む、クロ
ストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)ワクチンの開発に対する幾つか
のアプローチが文献に記載されている。また、二成分毒素(J.E.Galen,WO
2011/060431)を含む毒素断片をコードするDNAに基づくワクチンも記載さ
れている(Gardinerら,Vaccine 27:3598−3604(2009
))。Ellingsworthらは、TcdAおよびTcdBの受容体結合ドメインを
含む組換え融合タンパク質を開示している(WO2012/028741)。
また、毒性に関与する特定部位が突然変異している、組換え毒素に基づくワクチンも記
載されている。BallardおよびSpyresは、395位のシステインが別のアミ
ノ酸により置換された組換えTcdBワクチンを記載している(米国特許第7,226,
597号)。酵素活性にとって重要だと記載されている他の部位は、TcdBの102位
のトリプトファン残基(W102)、およびLCTが含まれるグリコシルトランスフェラ
ーゼAファミリーのシグネチャーモチーフである触媒性三つ組モチーフDXDである(B
uschら,J.Biol.Chem.275(18):13228−234(2000
))。Fengらは、毒性を排除するための単一、二重または三重突然変異を有するTc
dA毒素、および二重突然変異を有するTcdB毒素を記載している(WO2011/0
68953)。
載されている。BallardおよびSpyresは、395位のシステインが別のアミ
ノ酸により置換された組換えTcdBワクチンを記載している(米国特許第7,226,
597号)。酵素活性にとって重要だと記載されている他の部位は、TcdBの102位
のトリプトファン残基(W102)、およびLCTが含まれるグリコシルトランスフェラ
ーゼAファミリーのシグネチャーモチーフである触媒性三つ組モチーフDXDである(B
uschら,J.Biol.Chem.275(18):13228−234(2000
))。Fengらは、毒性を排除するための単一、二重または三重突然変異を有するTc
dA毒素、および二重突然変異を有するTcdB毒素を記載している(WO2011/0
68953)。
本明細書に記載されている本発明は、W101A、D287A、E514Q、D285
A、S517A、W519AおよびC700Aからなる群から選択される少なくとも3つ
の突然変異を含む又はそれらからなる組換えクロストリジウム・ディフィシレ(C.di
fficile)毒素A(TcdA)タンパク質に関する。本発明の好ましい実施形態に
おいては、組換えTcdAタンパク質は、(a)W101A、D287AおよびE514
Q;(b)W101A、D287A、E514QおよびW519A;(c)W101A、
D287A、E514QおよびD285A;(d)W101A、D287A、E514Q
およびS517A;ならびに(e)W101A、D287A、E514Q、W519Aお
よびC700Aからなる群から選択される一組の突然変異を含む又はそれらからなる。追
加的な実施形態においては、TcdAタンパク質は実質的に精製されている。
A、S517A、W519AおよびC700Aからなる群から選択される少なくとも3つ
の突然変異を含む又はそれらからなる組換えクロストリジウム・ディフィシレ(C.di
fficile)毒素A(TcdA)タンパク質に関する。本発明の好ましい実施形態に
おいては、組換えTcdAタンパク質は、(a)W101A、D287AおよびE514
Q;(b)W101A、D287A、E514QおよびW519A;(c)W101A、
D287A、E514QおよびD285A;(d)W101A、D287A、E514Q
およびS517A;ならびに(e)W101A、D287A、E514Q、W519Aお
よびC700Aからなる群から選択される一組の突然変異を含む又はそれらからなる。追
加的な実施形態においては、TcdAタンパク質は実質的に精製されている。
本発明は更に、W102A、D288A、E515Q、D286A、S518A、W5
20AおよびC698Aからなる群から選択される少なくとも3つの突然変異を含む又は
それらからなる組換えクロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)毒素
B(TcdB)タンパク質に関する。本発明のこの態様の好ましい実施形態においては、
精製TcdBタンパク質は、(a)W102A、D288AおよびE515Q;(b)W
102A、D288A、E515QおよびW520A;(c)W102A、D288A、
E515QおよびD286A;(d)W102A、D288A、E515QおよびS51
8A;ならびに(e)W102A、D288A、E515Q、W520AおよびC698
Aからなる群から選択される一組の突然変異を含む又はそれらからなる。追加的な実施形
態においては、TcdBタンパク質は実質的に精製されている。
20AおよびC698Aからなる群から選択される少なくとも3つの突然変異を含む又は
それらからなる組換えクロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)毒素
B(TcdB)タンパク質に関する。本発明のこの態様の好ましい実施形態においては、
精製TcdBタンパク質は、(a)W102A、D288AおよびE515Q;(b)W
102A、D288A、E515QおよびW520A;(c)W102A、D288A、
E515QおよびD286A;(d)W102A、D288A、E515QおよびS51
8A;ならびに(e)W102A、D288A、E515Q、W520AおよびC698
Aからなる群から選択される一組の突然変異を含む又はそれらからなる。追加的な実施形
態においては、TcdBタンパク質は実質的に精製されている。
本発明はまた、本明細書に記載されているTcdAおよび/またはTcdB突然変異毒
素を医薬上許容される担体と共に含むワクチンおよび免疫原性組成物に関する。好ましい
実施形態においては、組成物およびワクチンは、TcdAおよびTcdB突然変異タンパ
ク質を含む。組成物およびワクチンは、アジュバント、例えばアルミニウムアジュバント
および/またはISCOMATRIX(登録商標)を更に含みうる。
素を医薬上許容される担体と共に含むワクチンおよび免疫原性組成物に関する。好ましい
実施形態においては、組成物およびワクチンは、TcdAおよびTcdB突然変異タンパ
ク質を含む。組成物およびワクチンは、アジュバント、例えばアルミニウムアジュバント
および/またはISCOMATRIX(登録商標)を更に含みうる。
本発明は更に、TcdAまたはTcdBタンパク質配列をコードするヌクレオチド配列
を、ヌクレオチド配列の発現を可能にする条件下、細胞培養において発現させて組換え突
然変異タンパク質を得ることによる、TcdAおよびTcdB突然変異タンパク質の製造
に関するものであり、組換え突然変異タンパク質は単離および/または精製されうる。本
発明の特定の実施形態においては、TcdAおよびTcdB突然変異毒素タンパク質は、
昆虫細胞培養においてバキュロウイルス発現系を使用して製造される。
を、ヌクレオチド配列の発現を可能にする条件下、細胞培養において発現させて組換え突
然変異タンパク質を得ることによる、TcdAおよびTcdB突然変異タンパク質の製造
に関するものであり、組換え突然変異タンパク質は単離および/または精製されうる。本
発明の特定の実施形態においては、TcdAおよびTcdB突然変異毒素タンパク質は、
昆虫細胞培養においてバキュロウイルス発現系を使用して製造される。
本発明はまた、C2A、Y67A、Y69A、Y253A、R255A、Y258A、
R302A、Q307E、N342A、S345F、F356A、R359A、Y382
A、E385Q、E385A、E387QおよびE387Dから選択される少なくとも2
つの突然変異を含む組換え二成分毒素タンパク質A(CDTa)に関する。幾つかの実施
形態においては、CDTa突然変異は、C2A、R302A、S345F、E385Q、
E385A、E387QおよびE387Dから選択される。本発明のこの態様の実施形態
においては、CDTaタンパク質は、(a)S345F、E385QおよびE387Q;
(b)R302A、E385A、E387D;(c)C2A、S345F、E385Qお
よびE387Q;(d)R302A、S345F、E385QおよびE387Q;(e)
Y67A、Y69AおよびR255A;(f)R359A、Y67AおよびQ307E;
(g)Y258A、F356A、S345F;ならびに(h)N342A、Y253Aお
よびY382Aからなる群から選択される一組の突然変異を含む。本発明の好ましい実施
形態においては、CDTaタンパク質は、シグナルペプチドを欠いている。本発明の追加
的実施形態においては、CDTaタンパク質は実質的に精製されている。
R302A、Q307E、N342A、S345F、F356A、R359A、Y382
A、E385Q、E385A、E387QおよびE387Dから選択される少なくとも2
つの突然変異を含む組換え二成分毒素タンパク質A(CDTa)に関する。幾つかの実施
形態においては、CDTa突然変異は、C2A、R302A、S345F、E385Q、
E385A、E387QおよびE387Dから選択される。本発明のこの態様の実施形態
においては、CDTaタンパク質は、(a)S345F、E385QおよびE387Q;
(b)R302A、E385A、E387D;(c)C2A、S345F、E385Qお
よびE387Q;(d)R302A、S345F、E385QおよびE387Q;(e)
Y67A、Y69AおよびR255A;(f)R359A、Y67AおよびQ307E;
(g)Y258A、F356A、S345F;ならびに(h)N342A、Y253Aお
よびY382Aからなる群から選択される一組の突然変異を含む。本発明の好ましい実施
形態においては、CDTaタンパク質は、シグナルペプチドを欠いている。本発明の追加
的実施形態においては、CDTaタンパク質は実質的に精製されている。
本発明は更に、本明細書に記載されているTcdA、TcdB、CDTaおよびCDT
bタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む核酸分子に関する。幾つかの実施形態
においては、ヌクレオチド配列は、選択された宿主細胞、例えば大腸菌(E.coli)
またはバシラス・メガテリウム(B.megaterium)における最適な発現のため
にコドン最適化されている。更に、本発明のヌクレオチド配列を含むベクターおよび宿主
細胞を本発明において提供する。
bタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む核酸分子に関する。幾つかの実施形態
においては、ヌクレオチド配列は、選択された宿主細胞、例えば大腸菌(E.coli)
またはバシラス・メガテリウム(B.megaterium)における最適な発現のため
にコドン最適化されている。更に、本発明のヌクレオチド配列を含むベクターおよび宿主
細胞を本発明において提供する。
また、本明細書に記載されているTcdA、TcdBおよび/またはCDTaタンパク
質およびクロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)からの二成分毒素
タンパク質B(CDTb)と医薬上許容される担体とを含む免疫原性組成物を本発明にお
いて提供する。本発明の好ましい実施形態においては、CDTbタンパク質はシグナルペ
プチドを欠いている。追加的実施形態においては、CDTbタンパク質は更に、活性化ド
メインを欠いている。好ましい実施形態においては、組成物はTcdA、TcdB、CD
TaおよびCDTbタンパク質を医薬上許容される担体と共に含む。本発明の幾つかの実
施形態においては、免疫原性組成物はアジュバントを更に含む。
質およびクロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)からの二成分毒素
タンパク質B(CDTb)と医薬上許容される担体とを含む免疫原性組成物を本発明にお
いて提供する。本発明の好ましい実施形態においては、CDTbタンパク質はシグナルペ
プチドを欠いている。追加的実施形態においては、CDTbタンパク質は更に、活性化ド
メインを欠いている。好ましい実施形態においては、組成物はTcdA、TcdB、CD
TaおよびCDTbタンパク質を医薬上許容される担体と共に含む。本発明の幾つかの実
施形態においては、免疫原性組成物はアジュバントを更に含む。
本発明はまた、対応ヌクレオチドの配列の発現を可能にする条件下、CDTaまたはC
DTbタンパク質をコードする核酸配列を含むベクターで細胞を形質転換してCDTaま
たはCDTbタンパク質を産生させることを含む、CDTaまたはCDTbタンパク質の
製造方法に関する。
DTbタンパク質をコードする核酸配列を含むベクターで細胞を形質転換してCDTaま
たはCDTbタンパク質を産生させることを含む、CDTaまたはCDTbタンパク質の
製造方法に関する。
また、本発明の免疫原性組成物またはワクチンの有効量を患者に投与することを含む、
クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)関連疾患の治療および/ま
たは予防方法を本発明において提供する。
クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)関連疾患の治療および/ま
たは予防方法を本発明において提供する。
本明細書の全体および添付の特許請求の範囲において用いる単数形“a”、“an”、
及び“the”は、文脈に明らかに矛盾しない限り、複数形を含む。
及び“the”は、文脈に明らかに矛盾しない限り、複数形を含む。
本出願の全体にわたり、「含む」なる語は非限定的であり、他の要素、例えば突然変異
の追加を許容する。1つの実施形態においては、本出願の全体における「含む」なる語は
、「からなる」または「から実質的になる」でありうる。幾つかの場合には、「からなる
」なる語は、「からなる」なる語を伴う実施形態の可能性を強調するために用いられてい
る。
の追加を許容する。1つの実施形態においては、本出願の全体における「含む」なる語は
、「からなる」または「から実質的になる」でありうる。幾つかの場合には、「からなる
」なる語は、「からなる」なる語を伴う実施形態の可能性を強調するために用いられてい
る。
TcdAまたはTcdBのいずれにも具体的には言及されていない、本明細書の全体に
わたる毒素突然変異の全般的考察においては、アミノ酸残基の番号づけは、特に示されて
いない限りTcdBに関する適切な番号づけを意味する(TcdAに特に向けられている
テキストはTcdAに関する適切な番号づけを示し、TcdBに特に向けられているテキ
ストはTcdBに関する適切な番号づけを示す)。残基番号13の後のTcdAにおける
単一アミノ酸欠失のため(TcdBに対して;TcdAおよびTcdBのアライメントは
図16を参照されたい)、毒素Aの突然変異に関する残基番号づけは毒素Aに関しては毒
素Bに対して1単位だけずれる(すなわち、TcdAでは、本明細書に記載されている突
然変異に関する残基番号づけはTcdBに対してn−1である;例えば、TcdBにおけ
るW102はTcdAにおけるW101である)。例外はTcdAにおけるシステイン突
然変異C700Aであり、TcdAのシステインプロテアーゼドメイン内の追加的な3つ
の残基の存在のため、これはTcdBにおいてはC698Aである(図16を参照された
い)。
わたる毒素突然変異の全般的考察においては、アミノ酸残基の番号づけは、特に示されて
いない限りTcdBに関する適切な番号づけを意味する(TcdAに特に向けられている
テキストはTcdAに関する適切な番号づけを示し、TcdBに特に向けられているテキ
ストはTcdBに関する適切な番号づけを示す)。残基番号13の後のTcdAにおける
単一アミノ酸欠失のため(TcdBに対して;TcdAおよびTcdBのアライメントは
図16を参照されたい)、毒素Aの突然変異に関する残基番号づけは毒素Aに関しては毒
素Bに対して1単位だけずれる(すなわち、TcdAでは、本明細書に記載されている突
然変異に関する残基番号づけはTcdBに対してn−1である;例えば、TcdBにおけ
るW102はTcdAにおけるW101である)。例外はTcdAにおけるシステイン突
然変異C700Aであり、TcdAのシステインプロテアーゼドメイン内の追加的な3つ
の残基の存在のため、これはTcdBにおいてはC698Aである(図16を参照された
い)。
本明細書および添付の特許請求の範囲の全体においては、以下の定義および略語が用い
られる。
られる。
「TcdA」および「TcdB」は、クロストリジウム・ディフィシレ(Clostr
idium difficile)の毒素産生性分離体からの大きなクロストリジウム毒
素であるそれぞれ毒素Aおよび毒素B、ならびに本明細書に記載されているそれらの突然
変異体および誘導体を意味する。「TcdA」および/または「TcdB」に対する言及
は、発現系としてクロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)を使用し
てタンパク質が産生されることを必要とするものではなく、すなわち、本明細書に記載さ
れているとおり、異なる発現系が使用されうる。
idium difficile)の毒素産生性分離体からの大きなクロストリジウム毒
素であるそれぞれ毒素Aおよび毒素B、ならびに本明細書に記載されているそれらの突然
変異体および誘導体を意味する。「TcdA」および/または「TcdB」に対する言及
は、発現系としてクロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)を使用し
てタンパク質が産生されることを必要とするものではなく、すなわち、本明細書に記載さ
れているとおり、異なる発現系が使用されうる。
「CDTa」および「CDTb」は、クロストリジウム・ディフィシレ(C.diff
icile)トランスフェラーゼまたはCDTと称され二成分毒素としても公知であるア
クチン−ADP−リボシル化毒素からのそれぞれサブユニットタンパク質AおよびBであ
る。本明細書において定義されているとおり、「CDTa」および「CDTb」は、本明
細書に記載されている天然または野生型CDTaおよびCDTbの突然変異体および誘導
体を含む。「CDTa」および/または「CDTb」に対する言及は、発現系としてクロ
ストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)を使用してタンパク質が産生さ
れることを必要とするものではなく、すなわち、本明細書に記載されているとおり、異な
る発現系が使用されうる。
icile)トランスフェラーゼまたはCDTと称され二成分毒素としても公知であるア
クチン−ADP−リボシル化毒素からのそれぞれサブユニットタンパク質AおよびBであ
る。本明細書において定義されているとおり、「CDTa」および「CDTb」は、本明
細書に記載されている天然または野生型CDTaおよびCDTbの突然変異体および誘導
体を含む。「CDTa」および/または「CDTb」に対する言及は、発現系としてクロ
ストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)を使用してタンパク質が産生さ
れることを必要とするものではなく、すなわち、本明細書に記載されているとおり、異な
る発現系が使用されうる。
突然変異体は、本明細書においては一般に以下のとおりに称される:3個の点突然変異
を有する毒素A(3mTcdA)、3個の点突然変異を有する毒素B(3mTcdB)、
4個の点突然変異を有する毒素A(4mTcdA)、4個の点突然変異を有する毒素B(
4mTcdB)、5個の点突然変異を有する毒素A(5mTcdA)および5個の点突然
変異を有する毒素B(5mTcdB)。
を有する毒素A(3mTcdA)、3個の点突然変異を有する毒素B(3mTcdB)、
4個の点突然変異を有する毒素A(4mTcdA)、4個の点突然変異を有する毒素B(
4mTcdB)、5個の点突然変異を有する毒素A(5mTcdA)および5個の点突然
変異を有する毒素B(5mTcdB)。
二成分毒素Aの具体的な突然変異体は、以下のとおりに称される。3mCDTa1は、
突然変異R302A、E385AおよびE387Dを有する、シグナルペプチドを伴わな
いCDTaを意味する。3mCDTa2は、突然変異S345F、E385QおよびE3
87Qを有する、シグナルペプチドを伴わないCDTaを意味する。4mCDTa3は、
突然変異R302A、S345F、E385QおよびE387Qを有する、シグナルペプ
チドを伴わないCDTaを意味する。3mCDTa4は、突然変異Y62A、Y69Aお
よびR255Aを有する、シグナルペプチドを伴わないCDTaを意味する。3mCDT
a5は、突然変異R359A、Y62AおよびQ307Eを有する、シグナルペプチドを
伴わないCDTaを意味する。3mCDTa6は、突然変異Y258A、F356Aおよ
びS345Fを有する、シグナルペプチドを伴わないCDTaを意味する。3mCDTa
7は、突然変異N342A、Y253AおよびY382Aを有する、シグナルペプチドを
伴わないCDTaを意味する。4mCDTa8は、突然変異S345F、E385Q、E
387QおよびC2Aを有する、シグナルペプチドを伴わないCDTaを意味する。シグ
ナルペプチドを伴わないCDTa(すなわち、突然変異無し)、3mCDTa1および3
mCDTa2に関する、NAP1株R2029から得られた参照配列は、それぞれ、配列
番号38、配列番号40および配列番号42として示されている(図13を参照されたい
)。Nap株から誘導された4mCDTa8の参照配列は、配列番号67として示されて
いる。本明細書に記載されている研究に用いたCDTaおよびCDTaの突然変異体の実
際のアミノ酸配列は、配列番号38、40、42および67に示されている配列と比較す
ると、追加的なN末端メチオニンを含有していた。本発明のCDTa配列を得るのに有用
な参照配列に関しては、当業者は、二成分毒素を発現する他の株からのCDTa配列も3
mCDTa1、3mCDTa2または4mCDTa8のバックボーン配列を提供すること
が可能であり、そのような配列は、与えられたNAP1参考株配列からの小さな変異を有
しうると認識するであろう。CDTaの残基番号づけは、天然CTDaアミノ酸配列から
シグナルペプチドが除去された後のN末端残基(NAP1参考株においてはバリン)から
始まる(図15を参照されたい)。
突然変異R302A、E385AおよびE387Dを有する、シグナルペプチドを伴わな
いCDTaを意味する。3mCDTa2は、突然変異S345F、E385QおよびE3
87Qを有する、シグナルペプチドを伴わないCDTaを意味する。4mCDTa3は、
突然変異R302A、S345F、E385QおよびE387Qを有する、シグナルペプ
チドを伴わないCDTaを意味する。3mCDTa4は、突然変異Y62A、Y69Aお
よびR255Aを有する、シグナルペプチドを伴わないCDTaを意味する。3mCDT
a5は、突然変異R359A、Y62AおよびQ307Eを有する、シグナルペプチドを
伴わないCDTaを意味する。3mCDTa6は、突然変異Y258A、F356Aおよ
びS345Fを有する、シグナルペプチドを伴わないCDTaを意味する。3mCDTa
7は、突然変異N342A、Y253AおよびY382Aを有する、シグナルペプチドを
伴わないCDTaを意味する。4mCDTa8は、突然変異S345F、E385Q、E
387QおよびC2Aを有する、シグナルペプチドを伴わないCDTaを意味する。シグ
ナルペプチドを伴わないCDTa(すなわち、突然変異無し)、3mCDTa1および3
mCDTa2に関する、NAP1株R2029から得られた参照配列は、それぞれ、配列
番号38、配列番号40および配列番号42として示されている(図13を参照されたい
)。Nap株から誘導された4mCDTa8の参照配列は、配列番号67として示されて
いる。本明細書に記載されている研究に用いたCDTaおよびCDTaの突然変異体の実
際のアミノ酸配列は、配列番号38、40、42および67に示されている配列と比較す
ると、追加的なN末端メチオニンを含有していた。本発明のCDTa配列を得るのに有用
な参照配列に関しては、当業者は、二成分毒素を発現する他の株からのCDTa配列も3
mCDTa1、3mCDTa2または4mCDTa8のバックボーン配列を提供すること
が可能であり、そのような配列は、与えられたNAP1参考株配列からの小さな変異を有
しうると認識するであろう。CDTaの残基番号づけは、天然CTDaアミノ酸配列から
シグナルペプチドが除去された後のN末端残基(NAP1参考株においてはバリン)から
始まる(図15を参照されたい)。
本明細書中で用いる他の略語には以下のものが含まれる:bm=バシラス・メガテリウ
ム(Bacillus megaterium)発現系;bv=バキュロウイルス発現系
;cd=クロストリジウム・ディフィシレ(Clostridium difficil
e)発現系;ec=大腸菌(Escherichia coli)発現系;NAP=NA
P1/027/BI17株;VPI=VPI10463株。
ム(Bacillus megaterium)発現系;bv=バキュロウイルス発現系
;cd=クロストリジウム・ディフィシレ(Clostridium difficil
e)発現系;ec=大腸菌(Escherichia coli)発現系;NAP=NA
P1/027/BI17株;VPI=VPI10463株。
「有効量」は、所望の効果を得るために、例えば、患者におけるクロストリジウム・デ
ィフィシレ(C.difficile)に対する免疫応答を誘導するためにまたはクロス
トリジウム・ディフィシレ(C.difficile)感染を予防するために、十分なワ
クチンまたは免疫原性組成物が患者に導入されることを意味する。当業者は、このレベル
は変動しうるものと認識する。
ィフィシレ(C.difficile)に対する免疫応答を誘導するためにまたはクロス
トリジウム・ディフィシレ(C.difficile)感染を予防するために、十分なワ
クチンまたは免疫原性組成物が患者に導入されることを意味する。当業者は、このレベル
は変動しうるものと認識する。
「MAA」は無定形アルミニウムヒドロキシホスファートスルファートアジュバントを
意味する。
意味する。
本明細書中で用いる「ISCOM型アジュバント」は、その機能に寄与する特有の球状
籠状構造を有する特徴的な籠状粒子を一緒になって形成する、サポニン、コレステロール
およびリン脂質から構成される免疫刺激複合体(ISCOM)を含むアジュバントである
(総説としては、BarrおよびMitchell,Immunology and C
ell Biology 74:8−25(1996)を参照されたい)。この語は、抗
原を使用して製造されたISCOM粒子内に抗原を含むISCOMアジュバント、および
抗原を使用しないで製造されたISCOM型アジュバントを中空にしたISCOMマトリ
ックスアジュバントの両方を含む。
籠状構造を有する特徴的な籠状粒子を一緒になって形成する、サポニン、コレステロール
およびリン脂質から構成される免疫刺激複合体(ISCOM)を含むアジュバントである
(総説としては、BarrおよびMitchell,Immunology and C
ell Biology 74:8−25(1996)を参照されたい)。この語は、抗
原を使用して製造されたISCOM粒子内に抗原を含むISCOMアジュバント、および
抗原を使用しないで製造されたISCOM型アジュバントを中空にしたISCOMマトリ
ックスアジュバントの両方を含む。
本明細書中で用いる「単離(された)」なる語は、天然で見出されるものとは異なる形
態を示す。タンパク質(ポリペプチド)または核酸の異なる形態は、例えば、天然で見出
されるものとは異なる純度でありうる。1つの実施形態においては、この語は、文脈に応
じて、天然状態で通常付随する成分を実質的または本質的に含有しないタンパク質または
核酸に関するものである。
態を示す。タンパク質(ポリペプチド)または核酸の異なる形態は、例えば、天然で見出
されるものとは異なる純度でありうる。1つの実施形態においては、この語は、文脈に応
じて、天然状態で通常付随する成分を実質的または本質的に含有しないタンパク質または
核酸に関するものである。
本明細書中で用いる「誘導体」なる語は、参照配列(例えば、本明細書に記載されてい
るTcdA、TcdB、CDTaまたはCDTb配列)と比較した場合のアミノ酸配列に
おける変化(アミノ酸残基の付加および欠失を含む)および/または化学修飾でありうる
1以上の改変を有するポリペプチドを意味する。好ましい実施形態においては、誘導体は
改変前の元の参照配列に対して少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%
、少なくとも97%、少なくとも99%同一である。一般に、誘導体は参照配列の活性(
例えば、免疫応答の誘導)を保有する。本明細書中で用いる「誘導体」なる語は野生型ま
たは天然参照配列の誘導体に限定されず、参照配列としての突然変異体配列の誘導体を含
む。好ましい実施形態においては、いずれかの特定の参照配列の突然変異が維持されてい
るが、誘導体配列においては、参照配列の特定の突然変異以外のアミノ酸残基における突
然変異参照配列に対する改変/修飾が含まれる。本明細書中で用いる「誘導体」なる語は
、参照ヌクレオチド配列に対する1以上の改変を有するポリヌクレオチドをも含む。
るTcdA、TcdB、CDTaまたはCDTb配列)と比較した場合のアミノ酸配列に
おける変化(アミノ酸残基の付加および欠失を含む)および/または化学修飾でありうる
1以上の改変を有するポリペプチドを意味する。好ましい実施形態においては、誘導体は
改変前の元の参照配列に対して少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%
、少なくとも97%、少なくとも99%同一である。一般に、誘導体は参照配列の活性(
例えば、免疫応答の誘導)を保有する。本明細書中で用いる「誘導体」なる語は野生型ま
たは天然参照配列の誘導体に限定されず、参照配列としての突然変異体配列の誘導体を含
む。好ましい実施形態においては、いずれかの特定の参照配列の突然変異が維持されてい
るが、誘導体配列においては、参照配列の特定の突然変異以外のアミノ酸残基における突
然変異参照配列に対する改変/修飾が含まれる。本明細書中で用いる「誘導体」なる語は
、参照ヌクレオチド配列に対する1以上の改変を有するポリヌクレオチドをも含む。
1つの実施形態においては、誘導体は、それが由来する塩基配列とは1以上のアミノ酸
置換により異なっているアミノ酸配列であるポリペプチドである。アミノ酸置換は、「保
存的」[すなわち、該アミノは、アミノ酸の同一クラス(無極性、極性/中性、酸性およ
び塩基性)からの異なるアミノ酸、概ね類似した特性または類似構造(脂肪族、ヒドロキ
シルまたは硫黄含有、環状、芳香族、塩基性および酸性)を有するアミノ酸で置換されて
いる]または「非保存的」(すなわち、該アミノ酸は、異なるタイプのアミノ酸で置換さ
れている)でありうる。大まかに言えば、ポリペプチドの生物活性を改変することなく、
より少数の非保存的置換が可能であろう。本発明の幾つかの実施形態は、25アミノ酸以
下の残基、20アミノ酸以下の残基、15アミノ酸以下の残基、12アミノ酸以下の残基
、11アミノ酸以下の残基、10アミノ酸以下の残基、9アミノ酸以下の残基、8アミノ
酸以下の残基、7アミノ酸以下の残基、6アミノ酸以下の残基、5アミノ酸以下の残基、
4アミノ酸以下の残基、3アミノ酸以下の残基、2アミノ酸以下の残基または1アミノ酸
の残基が参照配列に対して置換されている誘導体を含む。
置換により異なっているアミノ酸配列であるポリペプチドである。アミノ酸置換は、「保
存的」[すなわち、該アミノは、アミノ酸の同一クラス(無極性、極性/中性、酸性およ
び塩基性)からの異なるアミノ酸、概ね類似した特性または類似構造(脂肪族、ヒドロキ
シルまたは硫黄含有、環状、芳香族、塩基性および酸性)を有するアミノ酸で置換されて
いる]または「非保存的」(すなわち、該アミノ酸は、異なるタイプのアミノ酸で置換さ
れている)でありうる。大まかに言えば、ポリペプチドの生物活性を改変することなく、
より少数の非保存的置換が可能であろう。本発明の幾つかの実施形態は、25アミノ酸以
下の残基、20アミノ酸以下の残基、15アミノ酸以下の残基、12アミノ酸以下の残基
、11アミノ酸以下の残基、10アミノ酸以下の残基、9アミノ酸以下の残基、8アミノ
酸以下の残基、7アミノ酸以下の残基、6アミノ酸以下の残基、5アミノ酸以下の残基、
4アミノ酸以下の残基、3アミノ酸以下の残基、2アミノ酸以下の残基または1アミノ酸
の残基が参照配列に対して置換されている誘導体を含む。
もう1つの実施形態においては、誘導体は、それが由来する塩基配列とは、任意の組合
せでの1以上のアミノ酸の欠失および/または付加を有することにより異なっているアミ
ノ酸配列を有するポリペプチドである。欠失または付加アミノ酸は連続的又は個別の残基
でありうる。幾つかの実施形態においては、25アミノ酸以下の残基、20アミノ酸以下
の残基、15アミノ酸以下の残基、12アミノ酸以下の残基、10アミノ酸以下の残基、
8アミノ酸以下の残基、7アミノ酸以下の残基、6アミノ酸以下の残基、5アミノ酸以下
の残基、4アミノ酸以下の残基、3アミノ酸以下の残基、2アミノ酸以下の残基または1
アミノ酸の残基が参照配列に対して欠失または付加している。
せでの1以上のアミノ酸の欠失および/または付加を有することにより異なっているアミ
ノ酸配列を有するポリペプチドである。欠失または付加アミノ酸は連続的又は個別の残基
でありうる。幾つかの実施形態においては、25アミノ酸以下の残基、20アミノ酸以下
の残基、15アミノ酸以下の残基、12アミノ酸以下の残基、10アミノ酸以下の残基、
8アミノ酸以下の残基、7アミノ酸以下の残基、6アミノ酸以下の残基、5アミノ酸以下
の残基、4アミノ酸以下の残基、3アミノ酸以下の残基、2アミノ酸以下の残基または1
アミノ酸の残基が参照配列に対して欠失または付加している。
もう1つの実施形態においては、誘導体は、それが由来する塩基配列とは、タンパク質
の化学修飾の1以上を有することにより異なっているアミノ酸配列を有するポリペプチド
である。化学修飾には、官能基の修飾(例えば、アルキル化、ヒドロキシル化、リン酸化
、チオール化、カルボキシル化など)、タンパク質合成中の非天然アミノ酸および/また
はそれらの誘導体の組込み、ならびにポリペプチドにコンホメーション拘束を課す架橋剤
および他の方法の使用が含まれるが、これらに限定されるものではない。
の化学修飾の1以上を有することにより異なっているアミノ酸配列を有するポリペプチド
である。化学修飾には、官能基の修飾(例えば、アルキル化、ヒドロキシル化、リン酸化
、チオール化、カルボキシル化など)、タンパク質合成中の非天然アミノ酸および/また
はそれらの誘導体の組込み、ならびにポリペプチドにコンホメーション拘束を課す架橋剤
および他の方法の使用が含まれるが、これらに限定されるものではない。
参照配列(例えば、配列番号44または67)と誘導体との相違の度合を決定するため
には、当技術分野で公知の任意の方法が用いられうる。1つの実施形態においては、関連
性を決定するために配列同一性が用いられる。本発明の誘導体は参照配列(例えば、配列
番号44)に対して少なくとも85%同一、少なくとも90%同一、少なくとも95%同
一、少なくとも97%同一、少なくとも98%同一、少なくとも99%同一である。同一
性(%)は、同一残基の数を残基の総数で割り算し100を掛けたものとして定義される
。アライメントにおける配列が(ギャップまたは伸長により)異なる長さのものである場
合、最長配列の長さが計算において用いられ、全体の長さの値を表す。有利には、参照配
列に対する配列の関連性は、例えば、GAPコンピュータプログラム・バージョン6.0
(University of Wisconsin Genetics Comput
er Group(UWGCG)から入手可能)のような配列解析ソフトウェアを使用し
て配列情報を比較することにより決定されうる。GAPプログラムは、Smithおよび
Waterman(Adv.Appl.Math.2:482,1981)により修正さ
れたNeedlemanおよびWunsch(J.Mol.Biol.48:443,1
970)アライメント法を用いる。
には、当技術分野で公知の任意の方法が用いられうる。1つの実施形態においては、関連
性を決定するために配列同一性が用いられる。本発明の誘導体は参照配列(例えば、配列
番号44)に対して少なくとも85%同一、少なくとも90%同一、少なくとも95%同
一、少なくとも97%同一、少なくとも98%同一、少なくとも99%同一である。同一
性(%)は、同一残基の数を残基の総数で割り算し100を掛けたものとして定義される
。アライメントにおける配列が(ギャップまたは伸長により)異なる長さのものである場
合、最長配列の長さが計算において用いられ、全体の長さの値を表す。有利には、参照配
列に対する配列の関連性は、例えば、GAPコンピュータプログラム・バージョン6.0
(University of Wisconsin Genetics Comput
er Group(UWGCG)から入手可能)のような配列解析ソフトウェアを使用し
て配列情報を比較することにより決定されうる。GAPプログラムは、Smithおよび
Waterman(Adv.Appl.Math.2:482,1981)により修正さ
れたNeedlemanおよびWunsch(J.Mol.Biol.48:443,1
970)アライメント法を用いる。
追加的実施形態においては、関連性を決定するためにハイブリダイゼーションが用いら
れる。本発明の誘導体をコードする核酸は、高ストリンジェント条件下で参照配列をコー
ドする核酸にハイブリダイズするであろう。ハイブリダイゼーション反応のストリンジェ
ンシーは当業者により容易に決定され、一般に、プローブ長、洗浄温度および塩濃度に左
右される経験的計算である。
れる。本発明の誘導体をコードする核酸は、高ストリンジェント条件下で参照配列をコー
ドする核酸にハイブリダイズするであろう。ハイブリダイゼーション反応のストリンジェ
ンシーは当業者により容易に決定され、一般に、プローブ長、洗浄温度および塩濃度に左
右される経験的計算である。
「医薬上許容される担体」は、投与を促進する物質を意味する。具体例には、液体充填
剤、希釈剤、または全身投与に安全に使用されうる他の物質が含まれる。特定の投与経路
に応じて、当技術分野でよく知られている種々の医薬上許容される担体が使用されうる。
これらの担体は、糖、デンプン、セルロースおよびその誘導体、麦芽、ゼラチン、タルク
、硫酸カルシウム、植物油、合成油、ポリオール、アルギン酸、リン酸緩衝溶液、例えば
リン酸緩衝生理食塩水、乳化剤、等張生理食塩水および発熱物質非含有水を含む群から選
択されうる。特に、医薬上許容される担体は、バッファー、注射用無菌水、正常生理食塩
水またはリン酸緩衝生理食塩水、スクロース、ヒスチジン、塩およびポリソルベートのよ
うな種々の成分を含有しうる。「生理的に許容される」、「希釈剤」または「賦形剤」の
ような語は互換的に用いられうる。
剤、希釈剤、または全身投与に安全に使用されうる他の物質が含まれる。特定の投与経路
に応じて、当技術分野でよく知られている種々の医薬上許容される担体が使用されうる。
これらの担体は、糖、デンプン、セルロースおよびその誘導体、麦芽、ゼラチン、タルク
、硫酸カルシウム、植物油、合成油、ポリオール、アルギン酸、リン酸緩衝溶液、例えば
リン酸緩衝生理食塩水、乳化剤、等張生理食塩水および発熱物質非含有水を含む群から選
択されうる。特に、医薬上許容される担体は、バッファー、注射用無菌水、正常生理食塩
水またはリン酸緩衝生理食塩水、スクロース、ヒスチジン、塩およびポリソルベートのよ
うな種々の成分を含有しうる。「生理的に許容される」、「希釈剤」または「賦形剤」の
ような語は互換的に用いられうる。
「PD」は「投与後」を意味し、「PD1」、「PD2」、「PD3」などは「用量1
の投与後」、「用量2の投与後」、「用量3の投与後」などを意味する。
の投与後」、「用量2の投与後」、「用量3の投与後」などを意味する。
発明の詳細な説明
本発明は、毒素酵素活性を有意に低減または排除しハムスターチャレンジモデルにおけ
る原型クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)株からのクロストリ
ジウム・ディフィシレ(C.difficile)胞子でのチャレンジに対する防御の付
与に有効である特異的突然変異を含む組換えTcdAおよびTcdB突然変異毒素、なら
びに該毒素を含むワクチンおよび免疫原性組成物を含む。TcdAおよびTcdBはCD
Iの唯一の原因因子であるため、これらの毒素はこの疾患の予防および/または治療のた
めの望ましい標的である。これらの毒素での対象のワクチン接種は、該対象におけるこれ
らの分子の毒性作用を中和する防御抗体の産生を潜在的に誘導しうるであろう。しかし、
これらの毒素でのワクチン接種は、タンパク質に関連した毒性が排除され又は劇的に低減
されない限り、ヒトにとって安全ではない。本出願人は、毒性を有意に低減し、そして好
ましくは排除する突然変異およびそれらの組合せを特定し、同時に、これらの突然変異を
含有する毒素は、免疫原性を誘導する能力を保有することを特定した。
本発明は、毒素酵素活性を有意に低減または排除しハムスターチャレンジモデルにおけ
る原型クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)株からのクロストリ
ジウム・ディフィシレ(C.difficile)胞子でのチャレンジに対する防御の付
与に有効である特異的突然変異を含む組換えTcdAおよびTcdB突然変異毒素、なら
びに該毒素を含むワクチンおよび免疫原性組成物を含む。TcdAおよびTcdBはCD
Iの唯一の原因因子であるため、これらの毒素はこの疾患の予防および/または治療のた
めの望ましい標的である。これらの毒素での対象のワクチン接種は、該対象におけるこれ
らの分子の毒性作用を中和する防御抗体の産生を潜在的に誘導しうるであろう。しかし、
これらの毒素でのワクチン接種は、タンパク質に関連した毒性が排除され又は劇的に低減
されない限り、ヒトにとって安全ではない。本出願人は、毒性を有意に低減し、そして好
ましくは排除する突然変異およびそれらの組合せを特定し、同時に、これらの突然変異を
含有する毒素は、免疫原性を誘導する能力を保有することを特定した。
本発明はまた、組換えCDTaおよびCDTb毒素タンパク質、ならびに突然変異Tc
dAおよびTcdBと該毒素を組み合わせて含むワクチンおよび免疫原性組成物を含み、
ここで、該CDTa毒素タンパク質は、毒素酵素活性を有意に低減または排除する特異的
突然変異を含む。本明細書に記載されているCDTaおよびCDTb毒素タンパク質を含
むワクチンおよび組成物は、ハムスターチャレンジモデルにおける流行性クロストリジウ
ム・ディフィシレ(C.difficile)株からのクロストリジウム・ディフィシレ
(C.difficile)胞子でのチャレンジに対する防御をもたらすのに有効である
(実施例11を参照されたい)。
dAおよびTcdBと該毒素を組み合わせて含むワクチンおよび免疫原性組成物を含み、
ここで、該CDTa毒素タンパク質は、毒素酵素活性を有意に低減または排除する特異的
突然変異を含む。本明細書に記載されているCDTaおよびCDTb毒素タンパク質を含
むワクチンおよび組成物は、ハムスターチャレンジモデルにおける流行性クロストリジウ
ム・ディフィシレ(C.difficile)株からのクロストリジウム・ディフィシレ
(C.difficile)胞子でのチャレンジに対する防御をもたらすのに有効である
(実施例11を参照されたい)。
構造的には、TcdAおよびTcdBは、N末端の酵素ドメイン(ED)、システイン
プロテアーゼドメイン(CPD)、トランスロケーションドメイン(TD)およびC末端
の結合ドメイン(BD)から構成される(図1を参照されたい)。EDは小Rho GT
Pアーゼを不活性化して、細胞性細胞骨格の劇的な不可逆的変化をもたらし、最終的には
アポトーシスにより罹患細胞の死を招く(Gerhardら,Journal of M
edical Microbiology,57:765−770(2008);Spy
resら,Infection and Immunity 71(6):3294−3
301(2003);Buschら,J.Biol.Chem.273(31):195
66−19572(1998))。CPDは、EDの自己触媒的切断をもたらす。TDは
細胞質内へのEDのトランスロケーション、およびそれに続く細胞表面へのBDの結合を
引き起こす。トランスロケーションはエンドサイトーシス経路によるものであり、それに
より、TDは後期エンドソームの酸性化の際にそのコンホメーションを変化させ、細胞質
内へのEDの進入を可能にする孔を形成すると考えられている。BDは、クロストリジウ
ム反復性オリゴペプチド(CROP)から構成される多価反復性受容体結合ドメインであ
る。CROPSは表面炭水化物(例えば、ルイスXおよびルイスY)に結合し、毒素の結
合およびエンドサイトーシスを引き起こす。これらの反復は高度に免疫原性であり、クロ
ストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)に対するワクチンの標的となっ
ている。
プロテアーゼドメイン(CPD)、トランスロケーションドメイン(TD)およびC末端
の結合ドメイン(BD)から構成される(図1を参照されたい)。EDは小Rho GT
Pアーゼを不活性化して、細胞性細胞骨格の劇的な不可逆的変化をもたらし、最終的には
アポトーシスにより罹患細胞の死を招く(Gerhardら,Journal of M
edical Microbiology,57:765−770(2008);Spy
resら,Infection and Immunity 71(6):3294−3
301(2003);Buschら,J.Biol.Chem.273(31):195
66−19572(1998))。CPDは、EDの自己触媒的切断をもたらす。TDは
細胞質内へのEDのトランスロケーション、およびそれに続く細胞表面へのBDの結合を
引き起こす。トランスロケーションはエンドサイトーシス経路によるものであり、それに
より、TDは後期エンドソームの酸性化の際にそのコンホメーションを変化させ、細胞質
内へのEDの進入を可能にする孔を形成すると考えられている。BDは、クロストリジウ
ム反復性オリゴペプチド(CROP)から構成される多価反復性受容体結合ドメインであ
る。CROPSは表面炭水化物(例えば、ルイスXおよびルイスY)に結合し、毒素の結
合およびエンドサイトーシスを引き起こす。これらの反復は高度に免疫原性であり、クロ
ストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)に対するワクチンの標的となっ
ている。
LCTファミリーは、現在、以下の5つのメンバーを含む:TcdA、TcdB(クロ
ストリジウム・ディフィシレ(Clostridium difficile))、Tc
nA(クロストリジウム・ノビイ(Clostridium novyi))、TcsL
(クロストリジウム・ソルデリイ(Clostridium sordellii))お
よびTpeL(クロストリジウム・パーフリンジェンス(Clostridium pe
rfringens))。これらの毒素は類似した有機体、基質(RhoA GTPアー
ゼ)、補基質(UPD−グルコース、UDP−NAcグルコサミン)および補因子(Mn
II)を共有する。それらの相互配列同一性は29〜76%の範囲であるが、触媒残基お
よび酵素ドメインの活性部位に沿って並ぶ残基は、ほぼ100%保存され(図2を参照さ
れたい)、機械学的に統一体である。TcsL、TcnAおよびTcdBの酵素ドメイン
は結晶化されており(Reinertら,J.Mol.Biol.351:973−81
(200);Zieglerら,J.Mol.Biol.377:1346−56(20
07))、それらの構造はほぼ同一である。また、TcdAの酵素ドメインの結晶構造が
最近公開された(Pruittら,J.Biol.Chem.287:8013−802
0(2012))。TcdAは、他のLCTファミリーメンバーに類似した構造を実際に
有することが示された。特に、毒素のコアの構造(UDP結合および触媒活性)はTcd
Aに比べて保存されているが、表面は多岐にわたる。
ストリジウム・ディフィシレ(Clostridium difficile))、Tc
nA(クロストリジウム・ノビイ(Clostridium novyi))、TcsL
(クロストリジウム・ソルデリイ(Clostridium sordellii))お
よびTpeL(クロストリジウム・パーフリンジェンス(Clostridium pe
rfringens))。これらの毒素は類似した有機体、基質(RhoA GTPアー
ゼ)、補基質(UPD−グルコース、UDP−NAcグルコサミン)および補因子(Mn
II)を共有する。それらの相互配列同一性は29〜76%の範囲であるが、触媒残基お
よび酵素ドメインの活性部位に沿って並ぶ残基は、ほぼ100%保存され(図2を参照さ
れたい)、機械学的に統一体である。TcsL、TcnAおよびTcdBの酵素ドメイン
は結晶化されており(Reinertら,J.Mol.Biol.351:973−81
(200);Zieglerら,J.Mol.Biol.377:1346−56(20
07))、それらの構造はほぼ同一である。また、TcdAの酵素ドメインの結晶構造が
最近公開された(Pruittら,J.Biol.Chem.287:8013−802
0(2012))。TcdAは、他のLCTファミリーメンバーに類似した構造を実際に
有することが示された。特に、毒素のコアの構造(UDP結合および触媒活性)はTcd
Aに比べて保存されているが、表面は多岐にわたる。
一般に、毒素の突然変異誘発は既に記載されている。特に、幾つかの研究は、102位
のトリプトファン残基(W102)、およびLCTが含まれるグリコシルトランスフェラ
ーゼAファミリーのシグネチャーモチーフである三つ組触媒基モチーフDXDに関連した
研究を記載している。W102A突然変異の最初の記載はBuschら(J.Biol.
Chem.275(18):13228−234(2000))によるものであり、これ
はTcsL触媒ドメインに焦点を合わせていた。その研究において、野生型断片と比較し
てW102Aはグリコシル化活性を約1,000倍低減し、W102Yは活性を100倍
低減することが観察され、このことは、ウラシル環の芳香性スタッキングがこの残基の考
えられうる機能であることを示唆している。Buschらは、クロストリジウム・ディフ
ィシレ(Clostridium difficile)rTcdB W102A断片が
グリコシル化アッセイにおいて野生型断片より遥かに低い活性を有することが判明した、
と簡潔に記載している。該著者は、酵素活性におけるこの低減が補基質に対する結合アフ
ィニティの低減によるものだと結論づけている。Teichertら(Infect a
nd Immun.74:6006−6010(2006))は、組換え完全長TcdA
におけるW101A突然変異がインビトロ系(RhoA−グルコシル化;後記を参照され
たい)においてグルコシルトランスフェラーゼ活性を380倍低減し、Swiss 3T
3繊維芽細胞上で細胞変性活性を50倍低減することを開示している。突然変異毒素の濃
度の50倍の増加は完全な細胞毒性を回復させた。最後に、Gerhardら(Jour
nal of Medical Microbiology 57,765−770(2
008))は完全長W101A TcdA突然変異体のアポトーシス作用を調べた。野生
型TcdAは1nMの濃度でアポトーシスを誘導しうるが、W101A突然変異体で処理
された細胞はアポトーシスの最小限度の徴候を示すに過ぎない。しかし、TcdA W1
01A突然変異体の濃度を50倍増加させると、細胞は野生型に類似したレベルのアポト
ーシスを示した。毒素Bの突然変異誘発はJankら(J.Biol.Chem.282
(48):35222−35231(2007))およびBarrosoら(Micro
bial Pathogenesis 16:297−303(1994))によっても
記載されている。また、特定の突然変異毒素がSidhuらにより記載されている(米国
特許出願公開第2012/0269841号)。
のトリプトファン残基(W102)、およびLCTが含まれるグリコシルトランスフェラ
ーゼAファミリーのシグネチャーモチーフである三つ組触媒基モチーフDXDに関連した
研究を記載している。W102A突然変異の最初の記載はBuschら(J.Biol.
Chem.275(18):13228−234(2000))によるものであり、これ
はTcsL触媒ドメインに焦点を合わせていた。その研究において、野生型断片と比較し
てW102Aはグリコシル化活性を約1,000倍低減し、W102Yは活性を100倍
低減することが観察され、このことは、ウラシル環の芳香性スタッキングがこの残基の考
えられうる機能であることを示唆している。Buschらは、クロストリジウム・ディフ
ィシレ(Clostridium difficile)rTcdB W102A断片が
グリコシル化アッセイにおいて野生型断片より遥かに低い活性を有することが判明した、
と簡潔に記載している。該著者は、酵素活性におけるこの低減が補基質に対する結合アフ
ィニティの低減によるものだと結論づけている。Teichertら(Infect a
nd Immun.74:6006−6010(2006))は、組換え完全長TcdA
におけるW101A突然変異がインビトロ系(RhoA−グルコシル化;後記を参照され
たい)においてグルコシルトランスフェラーゼ活性を380倍低減し、Swiss 3T
3繊維芽細胞上で細胞変性活性を50倍低減することを開示している。突然変異毒素の濃
度の50倍の増加は完全な細胞毒性を回復させた。最後に、Gerhardら(Jour
nal of Medical Microbiology 57,765−770(2
008))は完全長W101A TcdA突然変異体のアポトーシス作用を調べた。野生
型TcdAは1nMの濃度でアポトーシスを誘導しうるが、W101A突然変異体で処理
された細胞はアポトーシスの最小限度の徴候を示すに過ぎない。しかし、TcdA W1
01A突然変異体の濃度を50倍増加させると、細胞は野生型に類似したレベルのアポト
ーシスを示した。毒素Bの突然変異誘発はJankら(J.Biol.Chem.282
(48):35222−35231(2007))およびBarrosoら(Micro
bial Pathogenesis 16:297−303(1994))によっても
記載されている。また、特定の突然変異毒素がSidhuらにより記載されている(米国
特許出願公開第2012/0269841号)。
DXDモチーフは、MnII、UDPおよびグルコースの結合、配向および分極に関与
するため、酵素活性に必須である。D288残基は、MnIIに直接結合する。D286
は、一般塩基(例えば、補基質を加水分解する水分子)、UDPおよびグルコースと相互
作用する。Buschらは、TcsLの触媒ドメイン断片内のこの部位に対する突然変異
を記載している(Journal of Biological Chemistry
273:18566−19572(1998))。286または288位のアスパラギン
酸をアラニンまたはアスパラギンで置換すると、グルコシル化活性がインビトロアッセイ
において約5,000倍低減することが判明した(Buschら,1998,前掲)。D
286A/D288A二重突然変異体では酵素活性は観察されなかった。DXDモチーフ
内のアスパラギン酸残基がアラニンに変化された場合、クロストリジウム・ディフィシレ
(C.difficile)TcdB断片に関する類似した抑制が観察された。また、高
濃度のMnIIの存在下、TcsL D288A酵素の活性が約20倍増加して、活性に
おける数百倍の低減を尚ももたらしたことが開示された(Buschら,1998,前掲
)。高いMnII濃度は二重突然変異体の活性をモジュレーションしなかった。Teic
hertら(2006)は、完全長D285/287N二重突然変異体で、野生型Tcd
Aと比較して、インビトロ活性における比較しうる6,900倍の増加を観察した。最後
に、Gerhardらは、TcdA D285A/D287A二重突然変異体がアポトー
シスを誘導し得ないことを示した(Journal of Medical Micro
biology 57:765−770(2008))。
するため、酵素活性に必須である。D288残基は、MnIIに直接結合する。D286
は、一般塩基(例えば、補基質を加水分解する水分子)、UDPおよびグルコースと相互
作用する。Buschらは、TcsLの触媒ドメイン断片内のこの部位に対する突然変異
を記載している(Journal of Biological Chemistry
273:18566−19572(1998))。286または288位のアスパラギン
酸をアラニンまたはアスパラギンで置換すると、グルコシル化活性がインビトロアッセイ
において約5,000倍低減することが判明した(Buschら,1998,前掲)。D
286A/D288A二重突然変異体では酵素活性は観察されなかった。DXDモチーフ
内のアスパラギン酸残基がアラニンに変化された場合、クロストリジウム・ディフィシレ
(C.difficile)TcdB断片に関する類似した抑制が観察された。また、高
濃度のMnIIの存在下、TcsL D288A酵素の活性が約20倍増加して、活性に
おける数百倍の低減を尚ももたらしたことが開示された(Buschら,1998,前掲
)。高いMnII濃度は二重突然変異体の活性をモジュレーションしなかった。Teic
hertら(2006)は、完全長D285/287N二重突然変異体で、野生型Tcd
Aと比較して、インビトロ活性における比較しうる6,900倍の増加を観察した。最後
に、Gerhardらは、TcdA D285A/D287A二重突然変異体がアポトー
シスを誘導し得ないことを示した(Journal of Medical Micro
biology 57:765−770(2008))。
理論により束縛されることを望むものではないが、LCTの活性部位の精査に基づいて
、本発明者らは、102位における大きな芳香環の除去(W102A)が、(芳香的スタ
ッキングによる)補基質のUDP環に関する結合エネルギーの正味の喪失をもたらし、よ
り低い触媒ターンオーバーを有する酵素を与えると仮定した。これは、アラニンをその位
置でチロシンに置換することによっては部分的にしか回復しない。なぜなら、チロシンの
フェノール環はトリプトファンのインドール二重環より遥かに小さく、したがって、より
低い結合エネルギーを与えるからである。DXDモチーフ内のアスパラギン酸残基の一方
または両方の突然変異はLCTの酵素活性に顕著な効果を及ぼした。なぜなら、活性部位
は、MnII補因子の結合および分極、そして最終的にはUDP−グルコース内のO−グ
リコシド結合の加水分解に関与する決定的に重要な残基を欠いているからである。したが
って、W102/101ポケットおよびDXDモチーフ内の突然変異を組み合わせること
により、補基質に結合しそれを分極させるそれらの能力が著しく損なわれるため、野生型
の活性の一部しか示さない酵素が得られると推論された。
、本発明者らは、102位における大きな芳香環の除去(W102A)が、(芳香的スタ
ッキングによる)補基質のUDP環に関する結合エネルギーの正味の喪失をもたらし、よ
り低い触媒ターンオーバーを有する酵素を与えると仮定した。これは、アラニンをその位
置でチロシンに置換することによっては部分的にしか回復しない。なぜなら、チロシンの
フェノール環はトリプトファンのインドール二重環より遥かに小さく、したがって、より
低い結合エネルギーを与えるからである。DXDモチーフ内のアスパラギン酸残基の一方
または両方の突然変異はLCTの酵素活性に顕著な効果を及ぼした。なぜなら、活性部位
は、MnII補因子の結合および分極、そして最終的にはUDP−グルコース内のO−グ
リコシド結合の加水分解に関与する決定的に重要な残基を欠いているからである。したが
って、W102/101ポケットおよびDXDモチーフ内の突然変異を組み合わせること
により、補基質に結合しそれを分極させるそれらの能力が著しく損なわれるため、野生型
の活性の一部しか示さない酵素が得られると推論された。
完全長の遺伝的に不活性なTcdAおよびTcdB、ならびにバシラス・メガテリウム
(Bacillus megaterium)におけるそれらの発現は、WO 2011
/068953に記載されている。特に、WO 2011/068953は、突然変異W
101A、D287NおよびW519Aを含む突然変異TcdA、ならびに突然変異W1
02AおよびD288Nを含む突然変異TcdBを記載している。これらの毒素はマウス
において評価されたが、ワクチン接種後の有害事象に関して動物が評価されたかどうかは
不明である。
(Bacillus megaterium)におけるそれらの発現は、WO 2011
/068953に記載されている。特に、WO 2011/068953は、突然変異W
101A、D287NおよびW519Aを含む突然変異TcdA、ならびに突然変異W1
02AおよびD288Nを含む突然変異TcdBを記載している。これらの毒素はマウス
において評価されたが、ワクチン接種後の有害事象に関して動物が評価されたかどうかは
不明である。
本発明者らは、3つの突然変異(3mTcdA;W101A、D287A、E514Q
)および(3mTcdB;W102A、D288A、E515Q)をそれぞれが含有する
TcdAおよびTcdBからなるワクチンは、このワクチンがホルムアルデヒドで更に不
活化されなければハムスターおよびサルにおいて許容できない毒性(局所炎症および腫脹
)を引き起こすことを見出した。毒性を更に低下させるために、本明細書に記載され図3
Aおよび3Bに示されているとおり、3つの追加的突然変異を株VPI10463からの
TcdAおよびTcdBの触媒ドメイン内に別々に導入した。特に、E514/515(
TcdA/TcdB)の部位MnIIへの立体的等価結合に対する突然変異、ならびにO
−グリコシド結合の分極に影響を及ぼすS517/518位およびW519/520位(
TcdA/TcdB)における突然変異を試験した。また、単一アミノ酸欠失突然変異体
も構築し、大腸菌(E.coli)内で発現させた。
)および(3mTcdB;W102A、D288A、E515Q)をそれぞれが含有する
TcdAおよびTcdBからなるワクチンは、このワクチンがホルムアルデヒドで更に不
活化されなければハムスターおよびサルにおいて許容できない毒性(局所炎症および腫脹
)を引き起こすことを見出した。毒性を更に低下させるために、本明細書に記載され図3
Aおよび3Bに示されているとおり、3つの追加的突然変異を株VPI10463からの
TcdAおよびTcdBの触媒ドメイン内に別々に導入した。特に、E514/515(
TcdA/TcdB)の部位MnIIへの立体的等価結合に対する突然変異、ならびにO
−グリコシド結合の分極に影響を及ぼすS517/518位およびW519/520位(
TcdA/TcdB)における突然変異を試験した。また、単一アミノ酸欠失突然変異体
も構築し、大腸菌(E.coli)内で発現させた。
本出願における図5および実施例2に示されているとおり、4mTcdBに関しては、
RhoA グルコシル化アッセイを用いて分析された場合、残留酵素活性がないことは明
らかであった。この第4突然変異の付加にもかかわらず、動物の免疫化の後、残留毒素が
尚も観察された。したがって、トランスロケーションドメインからの触媒ドメインの切断
をもたらして細胞質内へのその遊離を可能にするシステインプロテアーゼの鍵残基である
第5突然変異C700A/698Aを導入した。この突然変異の導入はTcdBの毒性に
おける更に10倍の低減を招く。
RhoA グルコシル化アッセイを用いて分析された場合、残留酵素活性がないことは明
らかであった。この第4突然変異の付加にもかかわらず、動物の免疫化の後、残留毒素が
尚も観察された。したがって、トランスロケーションドメインからの触媒ドメインの切断
をもたらして細胞質内へのその遊離を可能にするシステインプロテアーゼの鍵残基である
第5突然変異C700A/698Aを導入した。この突然変異の導入はTcdBの毒性に
おける更に10倍の低減を招く。
突然変異TcdAおよびTcdBトキソイド
前記のとおり、本明細書に記載されている実験は、3、4または5個の突然変異を含む
クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)突然変異毒素が種々のレベ
ルでタンパク質の毒性の低減を示すことを示している。その目的のために、本発明は、部
分的には、タンパク質の毒性を排除するように意図された少なくとも3つの突然変異を含
む単離および/または精製された組換えTcdAタンパク質に関する。本発明は更に、タ
ンパク質の毒性を排除するように意図された少なくとも3つの突然変異を含む単離および
/または精製された組換えTcdBタンパク質に関する。本発明の好ましい実施形態にお
いては、本発明の組換えTcdAおよびTcdBタンパク質は、毒性を排除するように意
図された少なくとも4つの突然変異または少なくとも5つの突然変異を含む。少なくとも
3つの突然変異を含むTcdタンパク質は更に、化学的手段、例えばホルムアルデヒド不
活化により解毒されうる。
前記のとおり、本明細書に記載されている実験は、3、4または5個の突然変異を含む
クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)突然変異毒素が種々のレベ
ルでタンパク質の毒性の低減を示すことを示している。その目的のために、本発明は、部
分的には、タンパク質の毒性を排除するように意図された少なくとも3つの突然変異を含
む単離および/または精製された組換えTcdAタンパク質に関する。本発明は更に、タ
ンパク質の毒性を排除するように意図された少なくとも3つの突然変異を含む単離および
/または精製された組換えTcdBタンパク質に関する。本発明の好ましい実施形態にお
いては、本発明の組換えTcdAおよびTcdBタンパク質は、毒性を排除するように意
図された少なくとも4つの突然変異または少なくとも5つの突然変異を含む。少なくとも
3つの突然変異を含むTcdタンパク質は更に、化学的手段、例えばホルムアルデヒド不
活化により解毒されうる。
本発明の幾つかの実施形態においては、TcdA突然変異体は、W101、D287、
E514、D285、S517、W519およびC700からなる群から選択されるアミ
ノ酸残基における少なくとも3つ、少なくとも4つ又は少なくとも5つの突然変異を含む
又はそれらからなるクロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)毒素A
タンパク質(TcdA)を含む。追加的な実施形態において、TcdA突然変異体は、W
101A、D287A、E514Q、D285A、S517A、W519AおよびC70
0A置換ならびにW101欠失からなる群から選択される少なくとも3つ、少なくとも4
つ又は少なくとも5つの突然変異を含む又はそれらからなる。
E514、D285、S517、W519およびC700からなる群から選択されるアミ
ノ酸残基における少なくとも3つ、少なくとも4つ又は少なくとも5つの突然変異を含む
又はそれらからなるクロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)毒素A
タンパク質(TcdA)を含む。追加的な実施形態において、TcdA突然変異体は、W
101A、D287A、E514Q、D285A、S517A、W519AおよびC70
0A置換ならびにW101欠失からなる群から選択される少なくとも3つ、少なくとも4
つ又は少なくとも5つの突然変異を含む又はそれらからなる。
突然変異の導入のための基礎となる天然クロストリジウム・ディフィシレ(C.dif
ficile)毒素Aタンパク質配列は、任意のクロストリジウム・ディフィシレ(C.
difficile)株、例えばNAP1/027/BI(「NAP」)またはVPI
10463に由来するものでありうる。本発明の好ましい実施形態においては、該Tcd
A突然変異体は、VPI 10463株から得られたアミノ酸配列を含む。本発明におけ
るTcdA突然変異体配列のバックボーンを形成しうる典型的なTcdAアミノ酸配列(
すなわち、本明細書において特定されている突然変異は、特定されている位置において参
照「バックボーン」配列に対して施されうる)には、配列番号94(VPI10463株
、Genbankアクセッション番号CAA63564)、配列番号95(株630(毒
型(toxinotype)0、リボタイプ012))、配列番号96(SE844(毒
型IIIa、リボタイプ080))、配列番号97(R12087(NAP1))、配列
番号98(K14(毒型0、リボタイプ053))、配列番号99(BI6(NAP1)
)、配列番号100(BI17(NAP1))、配列番号101(CH6230(毒素I
IIc))および配列番号102(SE881(毒型V、リボタイプ066))に記載さ
れているアミノ酸配列が含まれる。また、突然変異参照配列の突然変異を保有する突然変
異TcdAタンパク質の誘導体が、本発明の範囲内に含まれる。例えば、W101A置換
を含む又はそれからなるVPI参考株から誘導された突然変異TcdAタンパク質の誘導
体はW101A置換を維持するが、他の位置におけるVPIアミノ酸参照配列に対する改
変/修飾を含みうる。
ficile)毒素Aタンパク質配列は、任意のクロストリジウム・ディフィシレ(C.
difficile)株、例えばNAP1/027/BI(「NAP」)またはVPI
10463に由来するものでありうる。本発明の好ましい実施形態においては、該Tcd
A突然変異体は、VPI 10463株から得られたアミノ酸配列を含む。本発明におけ
るTcdA突然変異体配列のバックボーンを形成しうる典型的なTcdAアミノ酸配列(
すなわち、本明細書において特定されている突然変異は、特定されている位置において参
照「バックボーン」配列に対して施されうる)には、配列番号94(VPI10463株
、Genbankアクセッション番号CAA63564)、配列番号95(株630(毒
型(toxinotype)0、リボタイプ012))、配列番号96(SE844(毒
型IIIa、リボタイプ080))、配列番号97(R12087(NAP1))、配列
番号98(K14(毒型0、リボタイプ053))、配列番号99(BI6(NAP1)
)、配列番号100(BI17(NAP1))、配列番号101(CH6230(毒素I
IIc))および配列番号102(SE881(毒型V、リボタイプ066))に記載さ
れているアミノ酸配列が含まれる。また、突然変異参照配列の突然変異を保有する突然変
異TcdAタンパク質の誘導体が、本発明の範囲内に含まれる。例えば、W101A置換
を含む又はそれからなるVPI参考株から誘導された突然変異TcdAタンパク質の誘導
体はW101A置換を維持するが、他の位置におけるVPIアミノ酸参照配列に対する改
変/修飾を含みうる。
本発明の特定の実施形態は、アミノ酸置換W101、D287AおよびE514Qを含
む又はそれらからなるTcdAタンパク質を提供する。もう1つの実施形態は、アミノ酸
置換W101A、D287A、E514QおよびW519Aを含む又はそれらからなるT
cdAタンパク質を含む。本発明のもう1つの特定の実施形態は、アミノ酸置換W101
A、D287A、E514Q、W519AおよびC700Aを含む又はそれらからなるT
cdAタンパク質である。
む又はそれらからなるTcdAタンパク質を提供する。もう1つの実施形態は、アミノ酸
置換W101A、D287A、E514QおよびW519Aを含む又はそれらからなるT
cdAタンパク質を含む。本発明のもう1つの特定の実施形態は、アミノ酸置換W101
A、D287A、E514Q、W519AおよびC700Aを含む又はそれらからなるT
cdAタンパク質である。
本明細書に記載されている本発明の別の実施形態においては、TcdAタンパク質は突
然変異W101A、D287A、E514QおよびD285Aを含む又はそれらからなる
。もう1つの別の実施形態は、突然変異W101A、D287A、E514QおよびS5
17Aを含む又はそれらからなるTcdAタンパク質を提供する。これらの別の実施形態
のいずれか又は本明細書に記載されているいずれかの他の実施形態においては、もう1つ
の突然変異、例えばC700A突然変異がTcdAタンパク質に付加されうる。本発明の
追加的実施形態においては、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13
、14、15、16、17、18、19または20個までの更なる突然変異が、本明細書
に記載されているTcdA実施形態のいずれかに付加されうる。
然変異W101A、D287A、E514QおよびD285Aを含む又はそれらからなる
。もう1つの別の実施形態は、突然変異W101A、D287A、E514QおよびS5
17Aを含む又はそれらからなるTcdAタンパク質を提供する。これらの別の実施形態
のいずれか又は本明細書に記載されているいずれかの他の実施形態においては、もう1つ
の突然変異、例えばC700A突然変異がTcdAタンパク質に付加されうる。本発明の
追加的実施形態においては、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13
、14、15、16、17、18、19または20個までの更なる突然変異が、本明細書
に記載されているTcdA実施形態のいずれかに付加されうる。
本発明の特定の実施形態においては、突然変異TcdAタンパク質は、配列番号7、配
列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号25また
は配列番号35に記載されているアミノ酸配列を含む、それらからなる、またはそれらか
ら実質的になる。
列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号25また
は配列番号35に記載されているアミノ酸配列を含む、それらからなる、またはそれらか
ら実質的になる。
本発明の別の実施形態においては、TcdAタンパク質は、本明細書に記載されている
いずれかのアミノ酸残基位置(すなわち、W101、D287、E514、D285、S
517、W519およびC700)に突然変異を含む、それらからなるまたはそれらから
実質的になり、ここで、特定されたアミノ酸残基は、天然配列内に存在しないいずれかの
他のアミノ酸残基で置換され、例えば、101位のトリプトファンはトリプトファン以外
のいずれかの残基で置換され、287位のアスパラギン酸はアスパラギン酸以外のいずれ
かのアミノ酸残基で置換される。例えば、本発明の別の実施形態は、W101、D287
、E514、W519およびC700位に突然変異を含む又はそれらからなる配列番号2
6(5mTcdA:W101A、D287A、E514Q、W519A、C700A)に
より定められるTcdA配列の変異体を含み、ここで、配列番号70に記載されていると
おり、W101はトリプトファン以外のいずれかのアミノ酸で置換され、D287はアス
パラギン酸以外のいずれかのアミノ酸で置換され、E514はグルタミン酸以外のいずれ
かのアミノ酸で置換され、W519はトリプトファン以外のいずれかのアミノ酸で置換さ
れ、C700はシステイン以外のいずれかのアミノ酸で置換される。
いずれかのアミノ酸残基位置(すなわち、W101、D287、E514、D285、S
517、W519およびC700)に突然変異を含む、それらからなるまたはそれらから
実質的になり、ここで、特定されたアミノ酸残基は、天然配列内に存在しないいずれかの
他のアミノ酸残基で置換され、例えば、101位のトリプトファンはトリプトファン以外
のいずれかの残基で置換され、287位のアスパラギン酸はアスパラギン酸以外のいずれ
かのアミノ酸残基で置換される。例えば、本発明の別の実施形態は、W101、D287
、E514、W519およびC700位に突然変異を含む又はそれらからなる配列番号2
6(5mTcdA:W101A、D287A、E514Q、W519A、C700A)に
より定められるTcdA配列の変異体を含み、ここで、配列番号70に記載されていると
おり、W101はトリプトファン以外のいずれかのアミノ酸で置換され、D287はアス
パラギン酸以外のいずれかのアミノ酸で置換され、E514はグルタミン酸以外のいずれ
かのアミノ酸で置換され、W519はトリプトファン以外のいずれかのアミノ酸で置換さ
れ、C700はシステイン以外のいずれかのアミノ酸で置換される。
好ましい実施形態においては、記載されているアミノ酸残基(W101、D287、E
514、D285、S517、W519およびC700)は、W101A、D287A、
E514Q、D285A、S517A、W519AおよびC700Aにより定められる突
然変異と同じクラス内の又は構造において類似しているアミノ酸残基で置換される。例え
ば、好ましい実施形態においては、101位のトリプトファンは、アラニンと類似した構
造を有する又は同じクラス内のアミノ酸で置換される。
514、D285、S517、W519およびC700)は、W101A、D287A、
E514Q、D285A、S517A、W519AおよびC700Aにより定められる突
然変異と同じクラス内の又は構造において類似しているアミノ酸残基で置換される。例え
ば、好ましい実施形態においては、101位のトリプトファンは、アラニンと類似した構
造を有する又は同じクラス内のアミノ酸で置換される。
追加的実施形態においては、突然変異TcdAタンパク質は、本明細書に記載されてい
るTcdAタンパク質の誘導体、例えば、配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番
号10、配列番号11、配列番号12、配列番号25、配列番号26、配列番号35また
は配列番号70に記載されているアミノ酸配列を含むTcdAタンパク質の誘導体である
。そのような誘導体は、元の参照配列(例えば、配列番号7、配列番号8、配列番号9、
配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号25、配列番号26、配列番号3
5または配列番号70)に対して少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95
%、少なくとも97%、少なくとも98%または少なくとも99%同一であるアミノ酸配
列を含む。更なる実施形態においては、本発明は、配列番号7、配列番号8、配列番号9
、配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号25、配列番号26、配列番号
35または配列番号70に対する12アミノ酸以下の残基、11アミノ酸以下の残基、1
0アミノ酸以下の残基、9アミノ酸以下の残基、8アミノ酸以下の残基、7アミノ酸以下
の残基、6アミノ酸以下の残基、5アミノ酸以下の残基、4アミノ酸以下の残基、3アミ
ノ酸以下の残基、2アミノ酸以下の残基または1アミノ酸の残基に対する修飾/改変(例
えば、置換)を含むTcdAタンパク質誘導体を含む。
るTcdAタンパク質の誘導体、例えば、配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番
号10、配列番号11、配列番号12、配列番号25、配列番号26、配列番号35また
は配列番号70に記載されているアミノ酸配列を含むTcdAタンパク質の誘導体である
。そのような誘導体は、元の参照配列(例えば、配列番号7、配列番号8、配列番号9、
配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号25、配列番号26、配列番号3
5または配列番号70)に対して少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95
%、少なくとも97%、少なくとも98%または少なくとも99%同一であるアミノ酸配
列を含む。更なる実施形態においては、本発明は、配列番号7、配列番号8、配列番号9
、配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号25、配列番号26、配列番号
35または配列番号70に対する12アミノ酸以下の残基、11アミノ酸以下の残基、1
0アミノ酸以下の残基、9アミノ酸以下の残基、8アミノ酸以下の残基、7アミノ酸以下
の残基、6アミノ酸以下の残基、5アミノ酸以下の残基、4アミノ酸以下の残基、3アミ
ノ酸以下の残基、2アミノ酸以下の残基または1アミノ酸の残基に対する修飾/改変(例
えば、置換)を含むTcdAタンパク質誘導体を含む。
本発明はまた、W102、D288、E515、D286、S518、W520および
C698からなる群から選択されるアミノ酸残基における少なくとも3つ、少なくとも4
つ又は少なくとも5つの突然変異を含む又はそれらからなるクロストリジウム・ディフィ
シレ(C.difficile)毒素Bタンパク質を含むTcdB突然変異体に関する。
本発明の実施形態においては、TcdB突然変異タンパク質は、W102A、D288A
、E515Q、D286A、S518A、W520AおよびC698A置換ならびにW1
02欠失からなる群から選択される少なくとも3つ、少なくとも4つ又は少なくとも5つ
の突然変異を含む又はそれらからなる。
C698からなる群から選択されるアミノ酸残基における少なくとも3つ、少なくとも4
つ又は少なくとも5つの突然変異を含む又はそれらからなるクロストリジウム・ディフィ
シレ(C.difficile)毒素Bタンパク質を含むTcdB突然変異体に関する。
本発明の実施形態においては、TcdB突然変異タンパク質は、W102A、D288A
、E515Q、D286A、S518A、W520AおよびC698A置換ならびにW1
02欠失からなる群から選択される少なくとも3つ、少なくとも4つ又は少なくとも5つ
の突然変異を含む又はそれらからなる。
突然変異の導入のための基礎となる天然クロストリジウム・ディフィシレ(C.dif
ficile)毒素Bタンパク質配列は、任意のクロストリジウム・ディフィシレ(C.
difficile)株、例えばNAP1/027/BI(「NAP」)またはVPI
10463に由来するものでありうる。本発明におけるTcdB突然変異体配列のバック
ボーンを形成しうる典型的なTcdBアミノ酸配列(すなわち、本明細書において特定さ
れている突然変異は、特定されている位置において参照「バックボーン」配列に対して施
されうる)には、配列番号86(QCD−63q42(リボタイプ001,NAP2)、
NCBI参照配列:ZP 05328744.10);配列番号87(NAP8,NCB
I参照配列:ZP 06891228.1)、配列番号88(QCD−23m63(リボ
タイプ078、毒型V)、NCBI参照配列:ZP 05400113.1)、配列番号
89(CD196(NAP1,027,毒型III)、NCBI参照配列:YP 003
213639.1);配列番号90(1470(リボタイプ017、毒型VIII)、G
enBankアクセッション番号:CAA80815.1)、配列番号91(8864(
リボタイプ036、毒型X)、GenBankアクセッション番号:CAC19891.
1)、配列番号92(5340、GenBankアクセッション番号:AAG18011
.1)および配列番号93(VPI10463(リボタイプ087、毒型0)、NCBI
参照配列:ZP 05349824.1)に記載されている配列が含まれる。当業者は、
いずれかのクロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)株において、特
定された位置に所望の突然変異を導入しうるであろう。
ficile)毒素Bタンパク質配列は、任意のクロストリジウム・ディフィシレ(C.
difficile)株、例えばNAP1/027/BI(「NAP」)またはVPI
10463に由来するものでありうる。本発明におけるTcdB突然変異体配列のバック
ボーンを形成しうる典型的なTcdBアミノ酸配列(すなわち、本明細書において特定さ
れている突然変異は、特定されている位置において参照「バックボーン」配列に対して施
されうる)には、配列番号86(QCD−63q42(リボタイプ001,NAP2)、
NCBI参照配列:ZP 05328744.10);配列番号87(NAP8,NCB
I参照配列:ZP 06891228.1)、配列番号88(QCD−23m63(リボ
タイプ078、毒型V)、NCBI参照配列:ZP 05400113.1)、配列番号
89(CD196(NAP1,027,毒型III)、NCBI参照配列:YP 003
213639.1);配列番号90(1470(リボタイプ017、毒型VIII)、G
enBankアクセッション番号:CAA80815.1)、配列番号91(8864(
リボタイプ036、毒型X)、GenBankアクセッション番号:CAC19891.
1)、配列番号92(5340、GenBankアクセッション番号:AAG18011
.1)および配列番号93(VPI10463(リボタイプ087、毒型0)、NCBI
参照配列:ZP 05349824.1)に記載されている配列が含まれる。当業者は、
いずれかのクロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)株において、特
定された位置に所望の突然変異を導入しうるであろう。
本発明の1つの実施形態においては、TcdB突然変異タンパク質は、NAP1株から
得られるアミノ酸配列(例えば、配列番号28に記載されているアミノ酸配列を含む、そ
れらからなる又はそれらから実質的になるTcdB突然変異タンパク質5mTcdB)を
含む。別の実施形態においては、TcdB突然変異タンパク質は、VPI株から得られる
アミノ酸配列(例えば、配列番号58に記載されているアミノ酸配列を含む、それらから
なる又はそれらから実質的になるTcdB突然変異タンパク質5mTcdB)を含む。ま
た、突然変異参照配列の突然変異を保有する突然変異TcdBタンパク質の誘導体も本発
明の範囲内に含まれる。例えば、W102A置換を含む又はそれらからなるNAP1参考
株から誘導された突然変異TcdBタンパク質の誘導体はW102A置換を維持するが、
他の位置におけるNAP1アミノ酸参照配列に対する改変/修飾を含みうる。
得られるアミノ酸配列(例えば、配列番号28に記載されているアミノ酸配列を含む、そ
れらからなる又はそれらから実質的になるTcdB突然変異タンパク質5mTcdB)を
含む。別の実施形態においては、TcdB突然変異タンパク質は、VPI株から得られる
アミノ酸配列(例えば、配列番号58に記載されているアミノ酸配列を含む、それらから
なる又はそれらから実質的になるTcdB突然変異タンパク質5mTcdB)を含む。ま
た、突然変異参照配列の突然変異を保有する突然変異TcdBタンパク質の誘導体も本発
明の範囲内に含まれる。例えば、W102A置換を含む又はそれらからなるNAP1参考
株から誘導された突然変異TcdBタンパク質の誘導体はW102A置換を維持するが、
他の位置におけるNAP1アミノ酸参照配列に対する改変/修飾を含みうる。
本発明の特定の実施形態は、アミノ酸置換W101A、D288AおよびE515Qを
含む又はそれらからなるTcdBタンパク質を提供する。もう1つの実施形態は、アミノ
酸置換W102A、D288A、E515QおよびW520Aを含む又はそれらからなる
TcdBタンパク質を提供する。本発明のもう1つの特定の実施形態は、アミノ酸置換W
102A、D288A、E515Q、W520AおよびC698Aを含む又はそれらから
なるTcdBタンパク質である。
含む又はそれらからなるTcdBタンパク質を提供する。もう1つの実施形態は、アミノ
酸置換W102A、D288A、E515QおよびW520Aを含む又はそれらからなる
TcdBタンパク質を提供する。本発明のもう1つの特定の実施形態は、アミノ酸置換W
102A、D288A、E515Q、W520AおよびC698Aを含む又はそれらから
なるTcdBタンパク質である。
本明細書に記載されている本発明の別の実施形態においては、TcdBタンパク質は、
突然変異W102A、D288A、E515QおよびD286Aを含む又はそれらからな
る。もう1つの別の実施形態は、突然変異W102A、D288A、E515QおよびS
518Aを含む又はそれらからなるTcdBタンパク質を提供する。これらの別の実施形
態のいずれか又は本明細書に記載されているTcdBいずれかの他の実施形態においては
、もう1つの突然変異、例えばC698A突然変異がTcdBタンパク質に付加されうる
。本発明の追加的実施形態においては、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、
12、13、14、15、16、17、18、19または20個までの更なる突然変異が
、本明細書に記載されているTcdB実施形態のいずれかに付加されうる。
突然変異W102A、D288A、E515QおよびD286Aを含む又はそれらからな
る。もう1つの別の実施形態は、突然変異W102A、D288A、E515QおよびS
518Aを含む又はそれらからなるTcdBタンパク質を提供する。これらの別の実施形
態のいずれか又は本明細書に記載されているTcdBいずれかの他の実施形態においては
、もう1つの突然変異、例えばC698A突然変異がTcdBタンパク質に付加されうる
。本発明の追加的実施形態においては、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、
12、13、14、15、16、17、18、19または20個までの更なる突然変異が
、本明細書に記載されているTcdB実施形態のいずれかに付加されうる。
本発明の特定の実施形態においては、突然変異TcdBタンパク質は、配列番号19、
配列番号20、配列番号21、配列番号22、配列番号23、配列番号24、配列番号2
7、配列番号28または配列番号58に記載されているアミノ酸配列を含む、それらから
なるまたはそれらから実質的になる。
配列番号20、配列番号21、配列番号22、配列番号23、配列番号24、配列番号2
7、配列番号28または配列番号58に記載されているアミノ酸配列を含む、それらから
なるまたはそれらから実質的になる。
本発明の別の実施形態においては、TcdBタンパク質は、本明細書に記載されている
いずれかのアミノ酸残基位置(すなわち、W102、D288、E515、D286、S
518、W520およびC698)に突然変異を含む、それらからなるまたはそれらから
実質的になり、ここで、特定されたアミノ酸残基は、天然配列内に存在しないいずれかの
他のアミノ酸残基で置換され、例えば、102位のトリプトファンはトリプトファン以外
のいずれかの残基で置換され、288位のアスパラギン酸はアスパラギン酸以外のいずれ
かのアミノ酸残基で置換される。例えば、本発明の別の実施形態は、W102、D288
、E515、W520およびC698位に突然変異を含む又はそれらからなる配列番号2
8(5mTcdB:W102A、D288A、E515Q、W520A、C698A)に
より定められるTcdB配列の変異体を含み、ここで、配列番号71に記載されていると
おり、W102はトリプトファン以外のいずれかのアミノ酸で置換され、D288はアス
パラギン酸以外のいずれかのアミノ酸で置換され、E515はグルタミン酸以外のいずれ
かのアミノ酸で置換され、W520はトリプトファン以外のいずれかのアミノ酸で置換さ
れ、C698はシステイン以外のいずれかのアミノ酸で置換される。
いずれかのアミノ酸残基位置(すなわち、W102、D288、E515、D286、S
518、W520およびC698)に突然変異を含む、それらからなるまたはそれらから
実質的になり、ここで、特定されたアミノ酸残基は、天然配列内に存在しないいずれかの
他のアミノ酸残基で置換され、例えば、102位のトリプトファンはトリプトファン以外
のいずれかの残基で置換され、288位のアスパラギン酸はアスパラギン酸以外のいずれ
かのアミノ酸残基で置換される。例えば、本発明の別の実施形態は、W102、D288
、E515、W520およびC698位に突然変異を含む又はそれらからなる配列番号2
8(5mTcdB:W102A、D288A、E515Q、W520A、C698A)に
より定められるTcdB配列の変異体を含み、ここで、配列番号71に記載されていると
おり、W102はトリプトファン以外のいずれかのアミノ酸で置換され、D288はアス
パラギン酸以外のいずれかのアミノ酸で置換され、E515はグルタミン酸以外のいずれ
かのアミノ酸で置換され、W520はトリプトファン以外のいずれかのアミノ酸で置換さ
れ、C698はシステイン以外のいずれかのアミノ酸で置換される。
好ましい実施形態においては、記載されているアミノ酸残基(W102、D288、E
515、D286、S518、W520およびC698)は、W102A、D288A、
E515Q、D286A、S518A、W520AおよびC698Aにより定められる突
然変異と同じクラス内の又は構造において類似しているアミノ酸残基で置換される。例え
ば、W102突然変異を含む好ましい実施形態においては、102位のトリプトファンは
、アラニンと類似した構造を有する又は同じクラス内のアミノ酸で置換される。
515、D286、S518、W520およびC698)は、W102A、D288A、
E515Q、D286A、S518A、W520AおよびC698Aにより定められる突
然変異と同じクラス内の又は構造において類似しているアミノ酸残基で置換される。例え
ば、W102突然変異を含む好ましい実施形態においては、102位のトリプトファンは
、アラニンと類似した構造を有する又は同じクラス内のアミノ酸で置換される。
追加の実施形態においては、突然変異TcdBタンパク質は、本明細書に記載されてい
るTcdBタンパク質の誘導体、例えば、配列番号19、配列番号20、配列番号21、
配列番号22、配列番号23、配列番号24、配列番号27、配列番号28、配列番号5
8、配列番号71に記載されているアミノ酸配列を含むTcdBタンパク質の誘導体であ
る。そのような誘導体は、元の参照配列(例えば、配列番号19、配列番号20、配列番
号21、配列番号22、配列番号23、配列番号24、配列番号27、配列番号28、配
列番号58または配列番号71)に対して少なくとも85%、少なくとも90%、少なく
とも95%、少なくとも97%または少なくとも99%同一であるアミノ酸配列を含む。
異なる実施形態においては、本発明は、配列番号19、配列番号20、配列番号21、配
列番号22、配列番号23、配列番号24、配列番号27、配列番号28、配列番号58
および配列番号71に対する12アミノ酸以下の残基、11アミノ酸以下の残基、10ア
ミノ酸以下の残基、9アミノ酸以下の残基、8アミノ酸以下の残基、7アミノ酸以下の残
基、6アミノ酸以下の残基、5アミノ酸以下の残基、4アミノ酸以下の残基、3アミノ酸
以下の残基、2アミノ酸以下の残基または1アミノ酸の残基に対する修飾/改変(例えば
、置換)を含むTcdAタンパク質誘導体を含む。
るTcdBタンパク質の誘導体、例えば、配列番号19、配列番号20、配列番号21、
配列番号22、配列番号23、配列番号24、配列番号27、配列番号28、配列番号5
8、配列番号71に記載されているアミノ酸配列を含むTcdBタンパク質の誘導体であ
る。そのような誘導体は、元の参照配列(例えば、配列番号19、配列番号20、配列番
号21、配列番号22、配列番号23、配列番号24、配列番号27、配列番号28、配
列番号58または配列番号71)に対して少なくとも85%、少なくとも90%、少なく
とも95%、少なくとも97%または少なくとも99%同一であるアミノ酸配列を含む。
異なる実施形態においては、本発明は、配列番号19、配列番号20、配列番号21、配
列番号22、配列番号23、配列番号24、配列番号27、配列番号28、配列番号58
および配列番号71に対する12アミノ酸以下の残基、11アミノ酸以下の残基、10ア
ミノ酸以下の残基、9アミノ酸以下の残基、8アミノ酸以下の残基、7アミノ酸以下の残
基、6アミノ酸以下の残基、5アミノ酸以下の残基、4アミノ酸以下の残基、3アミノ酸
以下の残基、2アミノ酸以下の残基または1アミノ酸の残基に対する修飾/改変(例えば
、置換)を含むTcdAタンパク質誘導体を含む。
本明細書に記載されているTcdAおよびTcdB突然変異毒素の任意の組合せが、後
記により完全に記載されているとおり、クロストリジウム・ディフィシレ(C.diff
icile)感染またはCDADの予防および/または治療のための免疫原性組成物およ
びワクチンにおいて有用であり、本発明に含まれる。
記により完全に記載されているとおり、クロストリジウム・ディフィシレ(C.diff
icile)感染またはCDADの予防および/または治療のための免疫原性組成物およ
びワクチンにおいて有用であり、本発明に含まれる。
本発明はまた、本明細書に記載されているTcdAおよびTcdB突然変異体をコード
するヌクレオチド配列に関する。該ヌクレオチド配列は、所望の突然変異を含むタンパク
質をコードするように、または所望の発現系、例えば大腸菌(E.coli)およびバシ
ラス・メガテリウム(Bacillus megaterium)の高発現遺伝子のコド
ン使用頻度により厳密に合致したコドンを利用することを意図したコドン最適化ヌクレオ
チド配列をコードするように天然ヌクレオチド配列に施された変化を伴う天然配列であり
うる。また、発現または安定性を増強するために、コード化タンパク質を改変することな
く、ヌクレオチド配列に他の変化を施すことが可能であり、例えば、ヌクレオチド配列の
GC含量を修飾することが可能であり、クローニング目的、精製タグ(例えば、Hisタ
グまたはGSTタグ)の付加、制限部位の付加などのために追加的ヌクレオチドを付加す
ることが可能である。また、組換えを低減するためにCROP領域の反復性を低減するた
めに、ヌクレオチド配列に変化が施されうる。
するヌクレオチド配列に関する。該ヌクレオチド配列は、所望の突然変異を含むタンパク
質をコードするように、または所望の発現系、例えば大腸菌(E.coli)およびバシ
ラス・メガテリウム(Bacillus megaterium)の高発現遺伝子のコド
ン使用頻度により厳密に合致したコドンを利用することを意図したコドン最適化ヌクレオ
チド配列をコードするように天然ヌクレオチド配列に施された変化を伴う天然配列であり
うる。また、発現または安定性を増強するために、コード化タンパク質を改変することな
く、ヌクレオチド配列に他の変化を施すことが可能であり、例えば、ヌクレオチド配列の
GC含量を修飾することが可能であり、クローニング目的、精製タグ(例えば、Hisタ
グまたはGSTタグ)の付加、制限部位の付加などのために追加的ヌクレオチドを付加す
ることが可能である。また、組換えを低減するためにCROP領域の反復性を低減するた
めに、ヌクレオチド配列に変化が施されうる。
したがって、本発明は、TcdAおよびTcdB突然変異タンパク質をコードする単離
されたヌクレオチド配列に関する。TcdAをコードする本発明の典型的なヌクレオチド
配列は、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、
配列番号29、配列番号30および配列番号31に記載されているヌクレオチド配列を含
む、それらからなる又はそれらから実質的になる。TcdBをコードする典型的なヌクレ
オチド配列は、配列番号13、配列番号14、配列番号15、配列番号16、配列番号1
7、配列番号18、配列番号32、配列番号33、配列番号34および配列番号57に記
載されているヌクレオチド配列を含む、それらからなる又はそれらから実質的になる。本
発明の追加の実施形態は、本明細書に開示されているヌクレオチド配列の誘導体、例えば
、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番
号29、配列番号30、配列番号31、配列番号13、配列番号14、配列番号15、配
列番号16、配列番号17、配列番号18、配列番号32、配列番号33、配列番号34
および配列番号57に記載されているヌクレオチド配列を含む又はそれらからなる核酸分
子に高いストリンジェンシーの条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列を含む。
されたヌクレオチド配列に関する。TcdAをコードする本発明の典型的なヌクレオチド
配列は、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、
配列番号29、配列番号30および配列番号31に記載されているヌクレオチド配列を含
む、それらからなる又はそれらから実質的になる。TcdBをコードする典型的なヌクレ
オチド配列は、配列番号13、配列番号14、配列番号15、配列番号16、配列番号1
7、配列番号18、配列番号32、配列番号33、配列番号34および配列番号57に記
載されているヌクレオチド配列を含む、それらからなる又はそれらから実質的になる。本
発明の追加の実施形態は、本明細書に開示されているヌクレオチド配列の誘導体、例えば
、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番
号29、配列番号30、配列番号31、配列番号13、配列番号14、配列番号15、配
列番号16、配列番号17、配列番号18、配列番号32、配列番号33、配列番号34
および配列番号57に記載されているヌクレオチド配列を含む又はそれらからなる核酸分
子に高いストリンジェンシーの条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列を含む。
本発明はまた、本発明の核酸および誘導体のいずれかを含むベクター、ならびに本発明
のベクターのいずれかを含む宿主細胞に関する。
のベクターのいずれかを含む宿主細胞に関する。
二成分毒素からのCDTaおよびCDTbタンパク質
本明細書に記載されている実験は、大クロストリジウム毒素TcdAおよびTcdbと
二成分毒素(CDTaおよびCDTb)との両方を含有するワクチンでのハムスターの免
疫化が、流行性NAP1/027/BI株でのチャレンジに対してTcdAおよびTcd
Bのみを含むワクチンより有意に高いレベルの防御を誘導することを実証している。その
目的において、本発明は、前記の突然変異TcdAおよび/またはTcdBタンパク質を
CDTaおよび/またはCDTbと組み合わせて含むワクチンおよび免疫原性組成物に関
する。好ましい実施形態においては、本発明のワクチンおよび免疫原性組成物は、Tcd
A、TcdB、CDTaおよびCDTbタンパク質を含む。
本明細書に記載されている実験は、大クロストリジウム毒素TcdAおよびTcdbと
二成分毒素(CDTaおよびCDTb)との両方を含有するワクチンでのハムスターの免
疫化が、流行性NAP1/027/BI株でのチャレンジに対してTcdAおよびTcd
Bのみを含むワクチンより有意に高いレベルの防御を誘導することを実証している。その
目的において、本発明は、前記の突然変異TcdAおよび/またはTcdBタンパク質を
CDTaおよび/またはCDTbと組み合わせて含むワクチンおよび免疫原性組成物に関
する。好ましい実施形態においては、本発明のワクチンおよび免疫原性組成物は、Tcd
A、TcdB、CDTaおよびCDTbタンパク質を含む。
二成分毒素が活性毒素であるので、ワクチンまたは免疫原性組成物において使用するた
めに、毒素タンパク質の遺伝的に不活性化(不活化)された形態を作製することが望まし
かった。したがって、毒素CDTaの酵素成分を遺伝的不活性化の標的とした。CDTa
を遺伝的に不活性化するために、以下の6つのCDTa三重突然変異体および2つのCD
Ta四重突然変異体を設計した:3mCDTa1(R302A,E385A,E387D
);3mCDTa2(S345F,E385QおよびE387Q);4mCDTa3(R
302A,S345F,E385Q,E387Q);3mCDTa4(Y62A,Y69
A,R255A);3mCDTa5(R359A,Y62A,Q307E);3mCDT
a6(Y258A,F356A,S345F);3mCDTa7(N342A,Y253
A,Y382A);および4mCDTa8(S345F,E385Q,E387Q,C2
A)。
めに、毒素タンパク質の遺伝的に不活性化(不活化)された形態を作製することが望まし
かった。したがって、毒素CDTaの酵素成分を遺伝的不活性化の標的とした。CDTa
を遺伝的に不活性化するために、以下の6つのCDTa三重突然変異体および2つのCD
Ta四重突然変異体を設計した:3mCDTa1(R302A,E385A,E387D
);3mCDTa2(S345F,E385QおよびE387Q);4mCDTa3(R
302A,S345F,E385Q,E387Q);3mCDTa4(Y62A,Y69
A,R255A);3mCDTa5(R359A,Y62A,Q307E);3mCDT
a6(Y258A,F356A,S345F);3mCDTa7(N342A,Y253
A,Y382A);および4mCDTa8(S345F,E385Q,E387Q,C2
A)。
3mCDTa1(R302A,E385A,E387D)の場合、突然変異は、CDT
a、およびCDTaに対して〜84.3%の配列同一性を有するIota毒素(Ia)に
ついて行われている、公開された突然変異誘発/毒性研究に基づいて選択された。IoT
a毒素(Ia)の触媒活性に必須である活性部位残基は、CDTaにおいて高度に保存さ
れている(Perelleら,Production of a complete b
inary toxin actin −specific ADP−ribosylt
ransferase by Clostridium difficile CD 1
96.Infection and Immunity 65(4):1402−140
7(1997);およびSundriyalら,Structural basis f
or substrate recognition in enzymatic co
mponents of ADP−ribosyltransferase toxin
CDTa from Clostridium difficile.Journal
of Biological Chemistry 284(42)28713−28
719(2009);Perelleら,Evidence that Arg−295
,Glu−378 and Glu−380 are active site res
idues of the ADP−ribosyltransferase acti
vity of iota toxin.FEBS Letters 395:191−
194.(1996);Nagahamaら,Characterization of
the enzymatic component of Clostridium
perfringens Iota toxin.Journal of Bacter
iology 182(8)2096−2103(2000),およびTsugeら,C
rystal structure and site directed mutag
enesis of the enzymatic components from
Clostridium perfringens Iota toxin J.Mol
.Biol 325:471−483.(2003))。したがって、本発明者らの仮定
は、CDTa内の等価残基も触媒活性に必須であるはずだというものであった。
a、およびCDTaに対して〜84.3%の配列同一性を有するIota毒素(Ia)に
ついて行われている、公開された突然変異誘発/毒性研究に基づいて選択された。IoT
a毒素(Ia)の触媒活性に必須である活性部位残基は、CDTaにおいて高度に保存さ
れている(Perelleら,Production of a complete b
inary toxin actin −specific ADP−ribosylt
ransferase by Clostridium difficile CD 1
96.Infection and Immunity 65(4):1402−140
7(1997);およびSundriyalら,Structural basis f
or substrate recognition in enzymatic co
mponents of ADP−ribosyltransferase toxin
CDTa from Clostridium difficile.Journal
of Biological Chemistry 284(42)28713−28
719(2009);Perelleら,Evidence that Arg−295
,Glu−378 and Glu−380 are active site res
idues of the ADP−ribosyltransferase acti
vity of iota toxin.FEBS Letters 395:191−
194.(1996);Nagahamaら,Characterization of
the enzymatic component of Clostridium
perfringens Iota toxin.Journal of Bacter
iology 182(8)2096−2103(2000),およびTsugeら,C
rystal structure and site directed mutag
enesis of the enzymatic components from
Clostridium perfringens Iota toxin J.Mol
.Biol 325:471−483.(2003))。したがって、本発明者らの仮定
は、CDTa内の等価残基も触媒活性に必須であるはずだというものであった。
3mCDTa2の場合、突然変異(S345F,E385QおよびE387Q)は、C
DTaの突然変異誘発を記載している報告(Nagahamaら;Tsugeら;Per
elleら;前掲;Sundriyalら,Structural basis for
substrate recognition in enzymatic comp
onents of ADP−ribosyltransferase toxin C
DTa from Clostridium difficile.Journal o
f Biological Chemistry 284(42):28713−287
19(2009);およびGulkeら.Characterization of t
he enzymatic component of the ADP−ribosy
ltransferase toxin CDTa from Clostridium
difficile.Infection and Immunity 69(10)
:6004−6011(2001))に基づいて選択された。また、Sundriyal
らはCDTaの結晶構造を記載しており、突然変異S345Fが立体障害により基質結合
を妨げると予測した。S338A(S345のIa等価体)では活性における〜20倍の
低減が観察されたが、S338F突然変異体では活性は全く観察されなかった(Naga
hamaら)。Gulkeらは、Iaでの観察と同様に、CDTaにおけるS345Aか
らは活性の僅かな低減しか生じないことを報告した。
DTaの突然変異誘発を記載している報告(Nagahamaら;Tsugeら;Per
elleら;前掲;Sundriyalら,Structural basis for
substrate recognition in enzymatic comp
onents of ADP−ribosyltransferase toxin C
DTa from Clostridium difficile.Journal o
f Biological Chemistry 284(42):28713−287
19(2009);およびGulkeら.Characterization of t
he enzymatic component of the ADP−ribosy
ltransferase toxin CDTa from Clostridium
difficile.Infection and Immunity 69(10)
:6004−6011(2001))に基づいて選択された。また、Sundriyal
らはCDTaの結晶構造を記載しており、突然変異S345Fが立体障害により基質結合
を妨げると予測した。S338A(S345のIa等価体)では活性における〜20倍の
低減が観察されたが、S338F突然変異体では活性は全く観察されなかった(Naga
hamaら)。Gulkeらは、Iaでの観察と同様に、CDTaにおけるS345Aか
らは活性の僅かな低減しか生じないことを報告した。
4mCDTa3(R302A,S345F,E385Q,E387Q)は、3mCDT
a1および3mCDTa2における突然変異を組み合わせるように設計された。E385
AおよびE387Dに対して突然変異E385QおよびE387Qが選択されたのは、こ
れらの置換残基が、グルタミン酸により類似しているからである。
a1および3mCDTa2における突然変異を組み合わせるように設計された。E385
AおよびE387Dに対して突然変異E385QおよびE387Qが選択されたのは、こ
れらの置換残基が、グルタミン酸により類似しているからである。
3mCDTa4(Y67A,Y69A,R255A)の場合、クロストリジウム・パー
フリンジェンス(Clostridium perfringens)のiota毒素に
おけるアクチン認識およびADP−リボシル化残基の突然変異が細胞毒性および酵素活性
の低減を引き起こすことを示した過去の報告(Tsugeら,Proc.Natl.Ac
ad.Sci.USA 105:7399−7404.(2008))に基づいて、アク
チン結合に関与する残基に突然変異が施された。
フリンジェンス(Clostridium perfringens)のiota毒素に
おけるアクチン認識およびADP−リボシル化残基の突然変異が細胞毒性および酵素活性
の低減を引き起こすことを示した過去の報告(Tsugeら,Proc.Natl.Ac
ad.Sci.USA 105:7399−7404.(2008))に基づいて、アク
チン結合に関与する残基に突然変異が施された。
3mCDTa5(R359A,Y67A,Q307E)の場合、Y67A突然変異は、
NADと相互作用する2つの残基(R359およびS307)に対する突然変異と組み合
わされた。CDTaにおけるR359の等価残基である、iota毒素におけるR352
は、NADアーゼ活性に必須であることが示された(Tsugeら,(2003),前掲
)。また、CDTaの結晶構造に基づいて、NADはR359およびQ307と相互作用
すると予測された(Sundriyalら,(2009))。3mCDTa6(Y258
A,F356A,S345F)の場合、ARTアーゼおよびNADアーゼ活性に影響を及
ぼす等価iota毒素残基の能力に基づいて(Tsugeら,(2003))、またはC
DTa結晶構造に基づいて(Sundriyalら,(2009))、追加的突然変異が
選択された。
NADと相互作用する2つの残基(R359およびS307)に対する突然変異と組み合
わされた。CDTaにおけるR359の等価残基である、iota毒素におけるR352
は、NADアーゼ活性に必須であることが示された(Tsugeら,(2003),前掲
)。また、CDTaの結晶構造に基づいて、NADはR359およびQ307と相互作用
すると予測された(Sundriyalら,(2009))。3mCDTa6(Y258
A,F356A,S345F)の場合、ARTアーゼおよびNADアーゼ活性に影響を及
ぼす等価iota毒素残基の能力に基づいて(Tsugeら,(2003))、またはC
DTa結晶構造に基づいて(Sundriyalら,(2009))、追加的突然変異が
選択された。
3mCDTa7(N342A,Y253A,Y382A)の場合、Iota毒素におけ
るリガンド結合、NADアーゼ活性および/またはARTアーゼ活性に関与すると考えら
れる残基に突然変異が施された(Sundriyalら,(2009);Tsugeら,
(2003))。また、Y382が選択されたのは、それが、アクチン特異的ADP−リ
ボシル化毒素に重要であることが公知の保存された決定的に重要な芳香族残基だからであ
る。
るリガンド結合、NADアーゼ活性および/またはARTアーゼ活性に関与すると考えら
れる残基に突然変異が施された(Sundriyalら,(2009);Tsugeら,
(2003))。また、Y382が選択されたのは、それが、アクチン特異的ADP−リ
ボシル化毒素に重要であることが公知の保存された決定的に重要な芳香族残基だからであ
る。
4mCDTa8の場合、野生型組換えCDTaおよび組換え突然変異CDTaが二量体
化する傾向を有していたという本発明者らの観察に基づいて、突然変異C2Aが3mCD
Ta2突然変異体における突然変異に加えられた。CDTaの配列を調べることにより、
本発明者らは単一のシステイン残基を見出し、CDTaの二量体化を低減または排除する
ことを試みるためにシステイン残基を変異させた。分析的解析は、このシステインの変異
が突然変異CDTaのオリゴマー化を劇的に低減することを示した。実施例13および図
20Cを参照されたい。
化する傾向を有していたという本発明者らの観察に基づいて、突然変異C2Aが3mCD
Ta2突然変異体における突然変異に加えられた。CDTaの配列を調べることにより、
本発明者らは単一のシステイン残基を見出し、CDTaの二量体化を低減または排除する
ことを試みるためにシステイン残基を変異させた。分析的解析は、このシステインの変異
が突然変異CDTaのオリゴマー化を劇的に低減することを示した。実施例13および図
20Cを参照されたい。
したがって、本発明は、C2、Y67、Y69、Y253、R255、Y258、R3
02、Q307、N342、S345、F356、R359、Y382、E385、E3
85、E387およびE387からなる群から選択されるアミノ酸位置に少なくとも2つ
の突然変異を含む、それらからからなる又はそれらから実質的になる組換え二成分毒素タ
ンパク質A(CDTa)に関する。本発明の特定の実施形態においては、CDTaタンパ
ク質は、C2A、Y67A、Y69A、Y253A、R255A、Y258A、R302
A、Q307E、N342A、S345F、F356A、R359A、Y382A、E3
85Q、E385A、E387QおよびE387Dからなる群から選択される2個まで、
3個まで、4個まで、5個まで、6個まで、7個まで、8個まで、9個まで、10個まで
、11個まで、12個まで、13個まで、14個まで、15個まで、16個まで、または
17個までの突然変異を含む又はそれらからなる。幾つかの実施形態においては、CDT
a突然変異は、C2A、R302A、S345F、E385Q、E385A、E387Q
およびE387Dから選択される。本発明の幾つかの実施形態においては、組換えCDT
aタンパク質は、(a)S345F、E385QおよびE387Q;(b)R302A、
E385A、E387D;(c)C2A、S345F、E385QおよびE387Q;(
d)R302A、S345F、E385QおよびE387Q;(e)Y67A、Y69A
およびR255A;(f)R359A、Y67AおよびQ307E;(g)Y258A、
F356A、S345F;ならびに(h)N342A、Y253AおよびY382Aから
なる群から選択される一組の突然変異を含む又はそれらからなる。本発明の好ましい実施
形態においては、CDTaタンパク質はシグナルペプチドを欠いている(すなわち、天然
CDTのシグナルペプチドが欠失している)。
02、Q307、N342、S345、F356、R359、Y382、E385、E3
85、E387およびE387からなる群から選択されるアミノ酸位置に少なくとも2つ
の突然変異を含む、それらからからなる又はそれらから実質的になる組換え二成分毒素タ
ンパク質A(CDTa)に関する。本発明の特定の実施形態においては、CDTaタンパ
ク質は、C2A、Y67A、Y69A、Y253A、R255A、Y258A、R302
A、Q307E、N342A、S345F、F356A、R359A、Y382A、E3
85Q、E385A、E387QおよびE387Dからなる群から選択される2個まで、
3個まで、4個まで、5個まで、6個まで、7個まで、8個まで、9個まで、10個まで
、11個まで、12個まで、13個まで、14個まで、15個まで、16個まで、または
17個までの突然変異を含む又はそれらからなる。幾つかの実施形態においては、CDT
a突然変異は、C2A、R302A、S345F、E385Q、E385A、E387Q
およびE387Dから選択される。本発明の幾つかの実施形態においては、組換えCDT
aタンパク質は、(a)S345F、E385QおよびE387Q;(b)R302A、
E385A、E387D;(c)C2A、S345F、E385QおよびE387Q;(
d)R302A、S345F、E385QおよびE387Q;(e)Y67A、Y69A
およびR255A;(f)R359A、Y67AおよびQ307E;(g)Y258A、
F356A、S345F;ならびに(h)N342A、Y253AおよびY382Aから
なる群から選択される一組の突然変異を含む又はそれらからなる。本発明の好ましい実施
形態においては、CDTaタンパク質はシグナルペプチドを欠いている(すなわち、天然
CDTのシグナルペプチドが欠失している)。
本発明の追加の実施形態においては、本明細書に記載されているCDTa突然変異タン
パク質は、天然配列に対する1つの更なる突然変異を含む(例えば、突然変異C2A、S
345F、E385qおよびE387QからなるCDTaタンパク質に対して、1つの追
加的突然変異を加える)。本発明の追加的実施形態においては、2、3、4、5、6、7
、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20個
までの更なる突然変異が本明細書におけるいずれかの実施形態に記載されているCDTa
タンパク質のいずれかに付加されうる。
パク質は、天然配列に対する1つの更なる突然変異を含む(例えば、突然変異C2A、S
345F、E385qおよびE387QからなるCDTaタンパク質に対して、1つの追
加的突然変異を加える)。本発明の追加的実施形態においては、2、3、4、5、6、7
、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20個
までの更なる突然変異が本明細書におけるいずれかの実施形態に記載されているCDTa
タンパク質のいずれかに付加されうる。
本発明の典型的実施形態においては、前記のCDTaタンパク質は、配列番号40、配
列番号42または配列番号67に記載されているアミノ酸配列を含む、それらからなる又
はそれらから実質的になる。本発明の追加の実施形態においては、CDTaタンパク質は
、追加的なN末端メチオニンを伴う配列番号40、配列番号42または配列番号67を含
む、それらからなる又はそれらから実質的になる。
列番号42または配列番号67に記載されているアミノ酸配列を含む、それらからなる又
はそれらから実質的になる。本発明の追加の実施形態においては、CDTaタンパク質は
、追加的なN末端メチオニンを伴う配列番号40、配列番号42または配列番号67を含
む、それらからなる又はそれらから実質的になる。
本発明の別の実施形態においては、CDTa突然変異タンパク質は、本明細書に記載さ
れているいずれかのアミノ酸残基(すなわち、C2、Y67、Y69、Y253、R25
5、Y258、R302、Q307、N342、S345、F356、R359、Y38
2、E385、E385、E387およびE387)に突然変異を含む、それらからなる
又はそれらから実質的になり、ここで、特定されているアミノ酸残基は、天然配列内に存
在しないいずれかの他のアミノ酸残基で置換され、例えば、2位のシステインはシステイ
ン以外のいずれかの残基で置換され、67位のYはチロシン以外のいずれかの残基で置換
される。例えば、本発明の別の実施形態は、C2、S345、E385およびE387位
に突然変異を含む又はそれらからなる配列番号67に記載されているCDTa配列の変異
体(4mCdtA8:C2A、S345F、E385QおよびE387Q)を含み、ここ
で、配列番号72に記載されているとおり、C2はシステイン以外のいずれかのアミノ酸
で置換され、S345はセリン以外のいずれかのアミノ酸で置換され、E385はグルタ
ミン酸以外のいずれかのアミノ酸残基で置換され、E387はグルタミン酸以外のいずれ
かのアミノ酸で置換される。
れているいずれかのアミノ酸残基(すなわち、C2、Y67、Y69、Y253、R25
5、Y258、R302、Q307、N342、S345、F356、R359、Y38
2、E385、E385、E387およびE387)に突然変異を含む、それらからなる
又はそれらから実質的になり、ここで、特定されているアミノ酸残基は、天然配列内に存
在しないいずれかの他のアミノ酸残基で置換され、例えば、2位のシステインはシステイ
ン以外のいずれかの残基で置換され、67位のYはチロシン以外のいずれかの残基で置換
される。例えば、本発明の別の実施形態は、C2、S345、E385およびE387位
に突然変異を含む又はそれらからなる配列番号67に記載されているCDTa配列の変異
体(4mCdtA8:C2A、S345F、E385QおよびE387Q)を含み、ここ
で、配列番号72に記載されているとおり、C2はシステイン以外のいずれかのアミノ酸
で置換され、S345はセリン以外のいずれかのアミノ酸で置換され、E385はグルタ
ミン酸以外のいずれかのアミノ酸残基で置換され、E387はグルタミン酸以外のいずれ
かのアミノ酸で置換される。
好ましい実施形態においては、記載されているアミノ酸残基(すなわち、C2、Y67
、Y69、Y253、R255、Y258、R302、Q307、N342、S345、
F356、R359、Y382、E385、E385、E387およびE387)は、C
2A、Y67A、Y69A、Y253A、R255A、Y258A、R302A、Q30
7E、N342A、S345F、F356A、R359A、Y382A、E385Q、E
385A、E387QおよびE387Dにより定められる突然変異と同じクラス内の又は
構造において類似しているアミノ酸残基で置換される。
、Y69、Y253、R255、Y258、R302、Q307、N342、S345、
F356、R359、Y382、E385、E385、E387およびE387)は、C
2A、Y67A、Y69A、Y253A、R255A、Y258A、R302A、Q30
7E、N342A、S345F、F356A、R359A、Y382A、E385Q、E
385A、E387QおよびE387Dにより定められる突然変異と同じクラス内の又は
構造において類似しているアミノ酸残基で置換される。
別の実施形態においては、本発明は、前記の突然変異のいずれか又はそれらの組合せを
含む突然変異CDTaタンパク質を提供する。突然変異の導入のための基礎となる天然C
DTaタンパク質配列は、任意のクロストリジウム・ディフィシレ(C.diffici
le)株、例えばNAP1/027/BI(「NAP」)株またはVPI 10463株
に由来するものでありうる(すなわち、前記突然変異は、いずれかのCDTa参照配列、
例えば、配列番号38に示されているCDTa配列、または異なる株からのCDTa配列
内に組込まれうる)。本発明におけるCDTa突然変異体配列のバックボーンを形成しう
る追加的な典型的CDTaアミノ酸配列(すなわち、本明細書において特定されている突
然変異は、特定されている位置において参照「バックボーン」配列に対して施されうる)
には、配列番号73(株AM478(毒素型IV)、GenBankアクセッション番号
AEC11575.1)、配列番号74(株CD98(リボタイプ078、NAP7、毒
素型V)、GenBankアクセッション番号AEC11569.1)、配列番号75(
株AE16(リボタイプ027、NAP1、毒素型III)、GenBankアクセッシ
ョン番号AEC11560.1)、配列番号76(株CD196(NAP1、毒素型II
I、027)、GenBankアクセッション番号AAB67304.2)、および配列
番号77(株A765(毒素型IX、NAP1)、GenBankアクセッション番号A
EC11578.1)が含まれる。本発明の追加の実施形態においては、本発明の組換え
CDTaタンパク質のいずれかは実質的に精製されている。
含む突然変異CDTaタンパク質を提供する。突然変異の導入のための基礎となる天然C
DTaタンパク質配列は、任意のクロストリジウム・ディフィシレ(C.diffici
le)株、例えばNAP1/027/BI(「NAP」)株またはVPI 10463株
に由来するものでありうる(すなわち、前記突然変異は、いずれかのCDTa参照配列、
例えば、配列番号38に示されているCDTa配列、または異なる株からのCDTa配列
内に組込まれうる)。本発明におけるCDTa突然変異体配列のバックボーンを形成しう
る追加的な典型的CDTaアミノ酸配列(すなわち、本明細書において特定されている突
然変異は、特定されている位置において参照「バックボーン」配列に対して施されうる)
には、配列番号73(株AM478(毒素型IV)、GenBankアクセッション番号
AEC11575.1)、配列番号74(株CD98(リボタイプ078、NAP7、毒
素型V)、GenBankアクセッション番号AEC11569.1)、配列番号75(
株AE16(リボタイプ027、NAP1、毒素型III)、GenBankアクセッシ
ョン番号AEC11560.1)、配列番号76(株CD196(NAP1、毒素型II
I、027)、GenBankアクセッション番号AAB67304.2)、および配列
番号77(株A765(毒素型IX、NAP1)、GenBankアクセッション番号A
EC11578.1)が含まれる。本発明の追加の実施形態においては、本発明の組換え
CDTaタンパク質のいずれかは実質的に精製されている。
追加の実施形態においては、突然変異CDTaタンパク質は、本明細書に記載されてい
るCDTaタンパク質の誘導体、例えば、配列番号40、配列番号42、配列番号67ま
たは配列番号72に記載されているアミノ酸配列を含むCDTaタンパク質の誘導体であ
る。そのような誘導体は、元の参照配列(例えば、配列番号40、配列番号42、配列番
号67または配列番号72)に対して少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも
95%、少なくとも97%または少なくとも99%同一であるアミノ酸配列を含む。更な
る実施形態においては、本発明は、配列番号40、配列番号42、配列番号67または配
列番号72に対して12アミノ酸以下の残基、11アミノ酸以下の残基、10アミノ酸以
下の残基、9アミノ酸以下の残基、8アミノ酸以下の残基、7アミノ酸以下の残基、6ア
ミノ酸以下の残基、5アミノ酸以下の残基、4アミノ酸以下の残基、3アミノ酸以下の残
基、2アミノ酸以下の残基または1アミノ酸の残基に対する修飾/改変(例えば置換)を
含むCDTaタンパク質誘導体を含む。本発明の追加の実施形態は、追加的なN末端メチ
オニンを伴う本明細書に記載されているCDTaタンパク質(例えば、配列番号40、配
列番号42、配列番号67または配列番号72)のいずれかの誘導体を含む。
るCDTaタンパク質の誘導体、例えば、配列番号40、配列番号42、配列番号67ま
たは配列番号72に記載されているアミノ酸配列を含むCDTaタンパク質の誘導体であ
る。そのような誘導体は、元の参照配列(例えば、配列番号40、配列番号42、配列番
号67または配列番号72)に対して少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも
95%、少なくとも97%または少なくとも99%同一であるアミノ酸配列を含む。更な
る実施形態においては、本発明は、配列番号40、配列番号42、配列番号67または配
列番号72に対して12アミノ酸以下の残基、11アミノ酸以下の残基、10アミノ酸以
下の残基、9アミノ酸以下の残基、8アミノ酸以下の残基、7アミノ酸以下の残基、6ア
ミノ酸以下の残基、5アミノ酸以下の残基、4アミノ酸以下の残基、3アミノ酸以下の残
基、2アミノ酸以下の残基または1アミノ酸の残基に対する修飾/改変(例えば置換)を
含むCDTaタンパク質誘導体を含む。本発明の追加の実施形態は、追加的なN末端メチ
オニンを伴う本明細書に記載されているCDTaタンパク質(例えば、配列番号40、配
列番号42、配列番号67または配列番号72)のいずれかの誘導体を含む。
また、本発明は、単離および/または精製された組換え二成分毒素タンパク質B(CD
Tb)を提供し、ここで、CDTbタンパク質はシグナルペプチドを欠いている(本明細
書においては「プロCDTb」と称される)。本発明の単離されたプロCDTbタンパク
質は、二成分毒素を発現する任意のクロストリジウム・ディフィシレ(C.diffic
ile)株に由来しうる。本明細書に記載されている組成物およびワクチンにおいて使用
されうる典型的なCDTb配列には、配列番号78(株CD98(リボタイプ078、N
AP7、毒素型V)、GenBankアクセッション番号AEC11570.1)、配列
番号79(株K744(リボタイプ078、NAP8、毒素型V)、GenBankアク
セッション番号AEC11585.1)、配列番号80(株AM478(毒素型IV)、
GenBankアクセッション番号AEC11576.1)、配列番号81(株AD66
7(毒素型III、NAP1)、GenBankアクセッション番号AEC11558.
1)、配列番号82(株C421(毒素型IX)、GenBankアクセッション番号A
EC11564.1)、配列番号83(株A765(毒素型IX、NAP1)、GenB
ankアクセッション番号AEC11579.1)、配列番号84(株CD196(NA
P1、毒素型III、027)、GenBankアクセッション番号AAB67305.
1)、および配列番号85(株AE16(リボタイプ027、NAP1、毒素型III)
、GenBankアクセッション番号AEC11560.1)に記載されているアミノ酸
配列が含まれる。
Tb)を提供し、ここで、CDTbタンパク質はシグナルペプチドを欠いている(本明細
書においては「プロCDTb」と称される)。本発明の単離されたプロCDTbタンパク
質は、二成分毒素を発現する任意のクロストリジウム・ディフィシレ(C.diffic
ile)株に由来しうる。本明細書に記載されている組成物およびワクチンにおいて使用
されうる典型的なCDTb配列には、配列番号78(株CD98(リボタイプ078、N
AP7、毒素型V)、GenBankアクセッション番号AEC11570.1)、配列
番号79(株K744(リボタイプ078、NAP8、毒素型V)、GenBankアク
セッション番号AEC11585.1)、配列番号80(株AM478(毒素型IV)、
GenBankアクセッション番号AEC11576.1)、配列番号81(株AD66
7(毒素型III、NAP1)、GenBankアクセッション番号AEC11558.
1)、配列番号82(株C421(毒素型IX)、GenBankアクセッション番号A
EC11564.1)、配列番号83(株A765(毒素型IX、NAP1)、GenB
ankアクセッション番号AEC11579.1)、配列番号84(株CD196(NA
P1、毒素型III、027)、GenBankアクセッション番号AAB67305.
1)、および配列番号85(株AE16(リボタイプ027、NAP1、毒素型III)
、GenBankアクセッション番号AEC11560.1)に記載されているアミノ酸
配列が含まれる。
米国および欧州におけるCDIの確定臨床例に関して株型決定が行われた大規模多国臨
床試験および/または疫学的研究においては、主要な二成分毒素を発現するリボタイプは
027および078であった。これらの研究においては、027および078の有病率は
11%〜40%の範囲であった(Bauerら,Lancet 377(9759):6
3−73(2011);Gerdingら,Nat Rev Gastroentero
l Hepatol.8(2):67−8(2011))。本発明のこの態様の幾つかの
実施形態においては、プロCDTbアミノ酸配列はNAP1株に由来する。
床試験および/または疫学的研究においては、主要な二成分毒素を発現するリボタイプは
027および078であった。これらの研究においては、027および078の有病率は
11%〜40%の範囲であった(Bauerら,Lancet 377(9759):6
3−73(2011);Gerdingら,Nat Rev Gastroentero
l Hepatol.8(2):67−8(2011))。本発明のこの態様の幾つかの
実施形態においては、プロCDTbアミノ酸配列はNAP1株に由来する。
本発明の追加の実施形態においては、単離された組換えCDTbタンパク質は更に欠失
している(すなわち、シグナルペプチドの欠失を含有し、CDTbのN末端活性化ドメイ
ンの更なる欠失を含有する(Barthら,Microbiol.Mol.Biol.R
ev.68(3):373−402(2004)を参照されたい))。本発明のCDTb
タンパク質は、二成分毒素を含む任意のクロストリジウム・ディフィシレ(C.diff
icile)株に由来しうる。本発明のこの態様の幾つかの実施形態においては、CDT
bタンパク質配列はNAP1株に由来する。特定の典型的な実施形態においては、CDT
bタンパク質は、配列番号46に記載されているアミノ酸配列からなる、実質的になるま
たはそれを含む。追加の実施形態においては、CDTbタンパク質は、配列番号46に記
載されているCDTbタンパク質の誘導体、例えば、配列番号46に対して少なくとも8
5%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%または少なくとも99%
同一であるアミノ酸配列を含むCDTbタンパク質である。もう1つの実施形態において
は、本発明は、配列番号46に対する12アミノ酸以下の残基、11アミノ酸以下の残基
、10アミノ酸以下の残基、9アミノ酸以下の残基、8アミノ酸以下の残基、7アミノ酸
以下の残基、6アミノ酸以下の残基、5アミノ酸以下の残基、4アミノ酸以下の残基、3
アミノ酸以下の残基、2アミノ酸以下の残基または1アミノ酸の残基に対する修飾/改変
(例えば置換)を含むCDTbタンパク質誘導体を含む。
している(すなわち、シグナルペプチドの欠失を含有し、CDTbのN末端活性化ドメイ
ンの更なる欠失を含有する(Barthら,Microbiol.Mol.Biol.R
ev.68(3):373−402(2004)を参照されたい))。本発明のCDTb
タンパク質は、二成分毒素を含む任意のクロストリジウム・ディフィシレ(C.diff
icile)株に由来しうる。本発明のこの態様の幾つかの実施形態においては、CDT
bタンパク質配列はNAP1株に由来する。特定の典型的な実施形態においては、CDT
bタンパク質は、配列番号46に記載されているアミノ酸配列からなる、実質的になるま
たはそれを含む。追加の実施形態においては、CDTbタンパク質は、配列番号46に記
載されているCDTbタンパク質の誘導体、例えば、配列番号46に対して少なくとも8
5%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%または少なくとも99%
同一であるアミノ酸配列を含むCDTbタンパク質である。もう1つの実施形態において
は、本発明は、配列番号46に対する12アミノ酸以下の残基、11アミノ酸以下の残基
、10アミノ酸以下の残基、9アミノ酸以下の残基、8アミノ酸以下の残基、7アミノ酸
以下の残基、6アミノ酸以下の残基、5アミノ酸以下の残基、4アミノ酸以下の残基、3
アミノ酸以下の残基、2アミノ酸以下の残基または1アミノ酸の残基に対する修飾/改変
(例えば置換)を含むCDTbタンパク質誘導体を含む。
本発明はまた、本明細書に記載されているCDTaおよびCDTb突然変異体をコード
するヌクレオチド配列に関する。該ヌクレオチド配列は、所望の突然変異を含むタンパク
質をコードするように、または所望の発現系、例えば大腸菌(E.coli)、バシラス
・メガテリウム(Bacillus megaterium)または昆虫細胞の高発現遺
伝子のコドン使用頻度により厳密に合致したコドンを利用することを意図したコドン最適
化ヌクレオチド配列をコードするように、天然ヌクレオチド配列に施された変化を伴う天
然配列でありうる。また、発現または安定性を増強するために、コード化タンパク質を改
変することなく、ヌクレオチド配列に他の変化を施すことが可能であり、例えば、ヌクレ
オチド配列のGC含量を修飾することが可能であり、クローニング目的、精製タグ(例え
ば、HisタグまたはGSTタグ)の付加、制限部位の付加などのために追加的ヌクレオ
チドを付加することが可能である。
するヌクレオチド配列に関する。該ヌクレオチド配列は、所望の突然変異を含むタンパク
質をコードするように、または所望の発現系、例えば大腸菌(E.coli)、バシラス
・メガテリウム(Bacillus megaterium)または昆虫細胞の高発現遺
伝子のコドン使用頻度により厳密に合致したコドンを利用することを意図したコドン最適
化ヌクレオチド配列をコードするように、天然ヌクレオチド配列に施された変化を伴う天
然配列でありうる。また、発現または安定性を増強するために、コード化タンパク質を改
変することなく、ヌクレオチド配列に他の変化を施すことが可能であり、例えば、ヌクレ
オチド配列のGC含量を修飾することが可能であり、クローニング目的、精製タグ(例え
ば、HisタグまたはGSTタグ)の付加、制限部位の付加などのために追加的ヌクレオ
チドを付加することが可能である。
したがって、本発明は、本発明のCDTa突然変異タンパク質をコードする単離された
核酸に関する。突然変異CDTaタンパク質をコードする典型的なヌクレオチド配列は、
配列番号47、配列番号48、配列番号49、配列番号50、配列番号51、配列番号5
2、配列番号67および配列番号68に記載されているヌクレオチド配列を含む、それら
からなる又はそれらから実質的になる。本発明の幾つかの実施形態においては、核酸は実
質的に精製されている。本発明の追加的実施形態は、本明細書に開示されているCDTa
ヌクレオチド配列の誘導体であるヌクレオチド配列、例えば、配列番号47、配列番号4
8、配列番号49、配列番号50、配列番号51、配列番号52、配列番号67および配
列番号68に記載されているヌクレオチド配列を含む又はそれらからなる核酸分子に高い
ストリンジェンシーの条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列を含む。
核酸に関する。突然変異CDTaタンパク質をコードする典型的なヌクレオチド配列は、
配列番号47、配列番号48、配列番号49、配列番号50、配列番号51、配列番号5
2、配列番号67および配列番号68に記載されているヌクレオチド配列を含む、それら
からなる又はそれらから実質的になる。本発明の幾つかの実施形態においては、核酸は実
質的に精製されている。本発明の追加的実施形態は、本明細書に開示されているCDTa
ヌクレオチド配列の誘導体であるヌクレオチド配列、例えば、配列番号47、配列番号4
8、配列番号49、配列番号50、配列番号51、配列番号52、配列番号67および配
列番号68に記載されているヌクレオチド配列を含む又はそれらからなる核酸分子に高い
ストリンジェンシーの条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列を含む。
本発明はまた、前記のCDTbおよびプロCDTbタンパク質をコードする単離された
ヌクレオチド配列に関する。CDTbをコードする典型的なヌクレオチド配列は、配列番
号53、配列番号54、配列番号55および配列番号56に記載されているヌクレオチド
配列を含む、それらからなる又はそれらから実質的になる。本発明の幾つかの実施形態に
おいては、該核酸は実質的に精製されている。本発明の追加の実施形態は、本明細書に開
示されているCDTaヌクレオチド配列の誘導体であるヌクレオチド配列、例えば、配列
番号53、配列番号54、配列番号55および配列番号56に記載されているヌクレオチ
ド配列を含む又はそれらからなる核酸分子に高いストリンジェンシーの条件下でハイブリ
ダイズするヌクレオチド配列を含む。
ヌクレオチド配列に関する。CDTbをコードする典型的なヌクレオチド配列は、配列番
号53、配列番号54、配列番号55および配列番号56に記載されているヌクレオチド
配列を含む、それらからなる又はそれらから実質的になる。本発明の幾つかの実施形態に
おいては、該核酸は実質的に精製されている。本発明の追加の実施形態は、本明細書に開
示されているCDTaヌクレオチド配列の誘導体であるヌクレオチド配列、例えば、配列
番号53、配列番号54、配列番号55および配列番号56に記載されているヌクレオチ
ド配列を含む又はそれらからなる核酸分子に高いストリンジェンシーの条件下でハイブリ
ダイズするヌクレオチド配列を含む。
本発明はまた、本発明の核酸のいずれかを含むベクター、および本発明のベクターのい
ずれかを含む宿主細胞に関する。
ずれかを含む宿主細胞に関する。
使用方法
本発明の実施形態はまた、(a)療法(例えば、人体)、(b)医薬、(c)クロスト
リジウム・ディフィシレ(C.difficile)の複製の抑制、(d)クロストリジ
ウム・ディフィシレ(C.difficile)による感染の治療または予防、(e)ク
ロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)感染の再発の予防、(f)ク
ロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)感染に関連した病的症状の進
行、開始もしくは重症度の低減、および/またはクロストリジウム・ディフィシレ(C.
difficile)感染の可能性の低減、あるいは(g)下痢、大腸炎および偽膜性大
腸炎(これらに限定されるものではない)を含むクロストリジウム・ディフィシレ(C.
difficile)関連疾患の治療、予防、または該関連疾患の開始、重症化もしくは
進行の遅延における;(i)使用のための、(ii)医薬または組成物としての使用のた
めの、あるいは(iii)医薬の製造における使用のための、突然変異TcdA、突然変
異TcdB、突然変異CDTaおよびCDTb毒素の1以上、又は本明細書に記載されて
いる毒素を含む組成物、または突然変異毒素もしくは組成物を含む若しくはそれらからな
るワクチンを含む。これらの使用においては、突然変異毒素、その組成物、および/また
は突然変異毒素もしくは組成物を含むもしくはそれらからなるワクチンは、場合により1
以上の抗細菌剤(例えば、後記の抗細菌化合物、モノクローナル抗体または組合せワクチ
ン)と組み合わせて使用されうる。
本発明の実施形態はまた、(a)療法(例えば、人体)、(b)医薬、(c)クロスト
リジウム・ディフィシレ(C.difficile)の複製の抑制、(d)クロストリジ
ウム・ディフィシレ(C.difficile)による感染の治療または予防、(e)ク
ロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)感染の再発の予防、(f)ク
ロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)感染に関連した病的症状の進
行、開始もしくは重症度の低減、および/またはクロストリジウム・ディフィシレ(C.
difficile)感染の可能性の低減、あるいは(g)下痢、大腸炎および偽膜性大
腸炎(これらに限定されるものではない)を含むクロストリジウム・ディフィシレ(C.
difficile)関連疾患の治療、予防、または該関連疾患の開始、重症化もしくは
進行の遅延における;(i)使用のための、(ii)医薬または組成物としての使用のた
めの、あるいは(iii)医薬の製造における使用のための、突然変異TcdA、突然変
異TcdB、突然変異CDTaおよびCDTb毒素の1以上、又は本明細書に記載されて
いる毒素を含む組成物、または突然変異毒素もしくは組成物を含む若しくはそれらからな
るワクチンを含む。これらの使用においては、突然変異毒素、その組成物、および/また
は突然変異毒素もしくは組成物を含むもしくはそれらからなるワクチンは、場合により1
以上の抗細菌剤(例えば、後記の抗細菌化合物、モノクローナル抗体または組合せワクチ
ン)と組み合わせて使用されうる。
したがって、本発明は、本発明の毒素の1以上、または本発明の毒素の1以上を含む免
疫原性組成物もしくはワクチンを、治療を要する患者に投与することを含む、クロストリ
ジウム・ディフィシレ(C.difficile)感染またはクロストリジウム・ディフ
ィシレ(C.difficile)関連疾患の予防的および/または治療的治療のための
方法を提供する。本発明のこの態様の幾つかの好ましい実施形態においては、患者には、
TcdAタンパク質、TcdBタンパク質、CDTaタンパク質およびCDTb毒素タン
パク質、またはTcdA、TcdB、CDTaおよびCDTbを含むワクチンもしくは免
疫原性組成物が投与される。
疫原性組成物もしくはワクチンを、治療を要する患者に投与することを含む、クロストリ
ジウム・ディフィシレ(C.difficile)感染またはクロストリジウム・ディフ
ィシレ(C.difficile)関連疾患の予防的および/または治療的治療のための
方法を提供する。本発明のこの態様の幾つかの好ましい実施形態においては、患者には、
TcdAタンパク質、TcdBタンパク質、CDTaタンパク質およびCDTb毒素タン
パク質、またはTcdA、TcdB、CDTaおよびCDTbを含むワクチンもしくは免
疫原性組成物が投与される。
「患者」(あるいは本明細書においては「対象」と称される)は、クロストリジウム・
ディフィシレ(C.difficile)に感染している哺乳動物を意味する。好ましい
実施形態においては、患者はヒトである。患者は予防的または治療的に処置されうる。予
防的処置は、クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)感染またはそ
の効果(すなわち、CDAD)の可能性または重症度を低減するのに十分な防御免疫をも
たらす。治療的処置は、重症度を低減するために、またはクロストリジウム・ディフィシ
レ(C.difficile)感染もしくはCDADの再発を予防するために行われうる
。
ディフィシレ(C.difficile)に感染している哺乳動物を意味する。好ましい
実施形態においては、患者はヒトである。患者は予防的または治療的に処置されうる。予
防的処置は、クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)感染またはそ
の効果(すなわち、CDAD)の可能性または重症度を低減するのに十分な防御免疫をも
たらす。治療的処置は、重症度を低減するために、またはクロストリジウム・ディフィシ
レ(C.difficile)感染もしくはCDADの再発を予防するために行われうる
。
予防的処置は、本明細書に記載されている突然変異または単離毒素の1以上を含有する
医薬組成物を使用して行われうる。医薬組成物は、集団全体に、またはクロストリジウム
・ディフィシレ(C.difficile)感染のリスクの増大を示す個体に投与されう
る。
医薬組成物を使用して行われうる。医薬組成物は、集団全体に、またはクロストリジウム
・ディフィシレ(C.difficile)感染のリスクの増大を示す個体に投与されう
る。
本発明の組成物は、追加的物質を含む治療計画の一部として患者に投与されうる。例え
ば、本発明は、CDADの治療またはCDADの重症度もしくは進行の低減に有効である
抗生物質[例えば、メトロニダゾール(metronidazole)、バンコマイシン
(vancomycin)およびフィダキソマイシン(fidaxomycin)]と組
み合わされた免疫原性組成物の使用を想定している。また、本発明においては、本明細書
に記載されている免疫原性組成物が、CDADの治療またはCDADの重症度もしくは進
行の低減に有効である他の医薬または物質[例えば、クロストリジウム・ディフィシレ(
C.difficile)、毒素Aまたは毒素Bを標的化するモノクローナル抗体、例え
ば、米国特許第7,625,559号にAmbrosinoにより記載されているモノク
ローナル抗体]での治療を受けている患者に投与される治療計画も提供される。そのよう
な場合、本明細書に記載されているワクチンおよび組成物は、クロストリジウム・ディフ
ィシレ(C.difficile)感染の再発の予防に有用である可能性があり、あるい
は、クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)に既に感染している又
はクロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)に感染する高いリスクを
有する患者において、クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)感染
の重症度またはクロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)感染の発現
または進行またはその効果(例えば、CDAD)を低減しうる。
ば、本発明は、CDADの治療またはCDADの重症度もしくは進行の低減に有効である
抗生物質[例えば、メトロニダゾール(metronidazole)、バンコマイシン
(vancomycin)およびフィダキソマイシン(fidaxomycin)]と組
み合わされた免疫原性組成物の使用を想定している。また、本発明においては、本明細書
に記載されている免疫原性組成物が、CDADの治療またはCDADの重症度もしくは進
行の低減に有効である他の医薬または物質[例えば、クロストリジウム・ディフィシレ(
C.difficile)、毒素Aまたは毒素Bを標的化するモノクローナル抗体、例え
ば、米国特許第7,625,559号にAmbrosinoにより記載されているモノク
ローナル抗体]での治療を受けている患者に投与される治療計画も提供される。そのよう
な場合、本明細書に記載されているワクチンおよび組成物は、クロストリジウム・ディフ
ィシレ(C.difficile)感染の再発の予防に有用である可能性があり、あるい
は、クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)に既に感染している又
はクロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)に感染する高いリスクを
有する患者において、クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)感染
の重症度またはクロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)感染の発現
または進行またはその効果(例えば、CDAD)を低減しうる。
「治療を要する」者は、クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)
感染を既に有する者、および感染を有する傾向にある者、または感染の可能性の低減が望
まれる任意の者を含む。クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)感
染のリスクの増大を示す者は、抗生物質治療、例えば、あるクリンダマイシン、セファロ
スポリンおよびフルオロキノロンでの治療を受けている者、ならびに高齢(65歳以上)
の者、免疫抑制患者、医療従事者である患者、および長期入院患者を含む。
感染を既に有する者、および感染を有する傾向にある者、または感染の可能性の低減が望
まれる任意の者を含む。クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)感
染のリスクの増大を示す者は、抗生物質治療、例えば、あるクリンダマイシン、セファロ
スポリンおよびフルオロキノロンでの治療を受けている者、ならびに高齢(65歳以上)
の者、免疫抑制患者、医療従事者である患者、および長期入院患者を含む。
前記のとおり、本発明の特徴は、クロストリジウム・ディフィシレ(C.diffic
ile)感染を有する又は該感染に感受性である患者を治療するための組成物、好ましく
は免疫原性組成物またはワクチンにおける、本明細書に記載されている突然変異または単
離毒素の1以上を、単独又は1以上の追加的抗原と組み合わされた使用である。適切には
、該組成物は、CDTbタンパク質および医薬上許容される担体と共に、本明細書に記載
されている突然変異毒素タンパク質(TcdA、TcdBおよびCDTa)の1以上の有
効量を含む。前記の本発明の好ましい実施形態においては、医薬組成物はヒト患者におい
て使用される。別の実施形態においては、医薬組成物は非ヒト患者において使用される。
ile)感染を有する又は該感染に感受性である患者を治療するための組成物、好ましく
は免疫原性組成物またはワクチンにおける、本明細書に記載されている突然変異または単
離毒素の1以上を、単独又は1以上の追加的抗原と組み合わされた使用である。適切には
、該組成物は、CDTbタンパク質および医薬上許容される担体と共に、本明細書に記載
されている突然変異毒素タンパク質(TcdA、TcdBおよびCDTa)の1以上の有
効量を含む。前記の本発明の好ましい実施形態においては、医薬組成物はヒト患者におい
て使用される。別の実施形態においては、医薬組成物は非ヒト患者において使用される。
本発明の組成物は、アジュバント、例えばISCOM型アジュバントまたはアルミニウ
ムアジュバントを更に含みうる。アジュバントの含有は、長く続く防御免疫を誘導するた
めに、患者へのワクチン抗原(すなわち、TcdA、TcdB、CDTaおよび/または
CDTb)の投与により惹起される免疫応答を増強しうる。免疫応答を増強することに加
えて、所望の免疫応答を惹起するのに必要な抗原の量を減少させるために、あるいは持続
的な免疫応答を誘導し、疾患に対する防御を付与し、および/またはクロストリジウム・
ディフィシレ(C.difficile)感染により引き起こされる疾患の退縮を誘導す
るための臨床計画において必要な注射の回数を減少させるために、アジュバントが使用さ
れうる。
ムアジュバントを更に含みうる。アジュバントの含有は、長く続く防御免疫を誘導するた
めに、患者へのワクチン抗原(すなわち、TcdA、TcdB、CDTaおよび/または
CDTb)の投与により惹起される免疫応答を増強しうる。免疫応答を増強することに加
えて、所望の免疫応答を惹起するのに必要な抗原の量を減少させるために、あるいは持続
的な免疫応答を誘導し、疾患に対する防御を付与し、および/またはクロストリジウム・
ディフィシレ(C.difficile)感染により引き起こされる疾患の退縮を誘導す
るための臨床計画において必要な注射の回数を減少させるために、アジュバントが使用さ
れうる。
本発明の突然変異および/または天然毒素タンパク質と共に使用されうるアジュバント
には、CpGオリゴヌクレオチドを含有するアジュバント、またはTLR4およびTLR
9のようなトール様受容体(総説としては、Daubenberger,C.A.,Cu
rr.Opin.Mol.Ther.9(1):45−52(2007);Duthie
ら,Immunological Reviews 239(1):178−196(2
011);Hedayatら,Medicinal Research Reviews
32(2):294−325(2012)を参照されたい)に作用する他の分子、例え
ば、リポ多糖、モノホスホリルリピドAおよびアミノアルキルグルコサミニド4−ホスフ
ァートが含まれるが、これらに限定されるものではない。本発明の組成物において有用な
追加的なアジュバントには、免疫刺激性オリゴヌクレオチド(IMO;例えば、U.S.
7,713,535およびU.S.7,470,674を参照されたい);Tヘルパーエ
ピトープ、リピドAおよびその誘導体または変異体、リポソーム、リン酸カルシウム、サ
イトカイン(例えば、顆粒球マクロファージ−コロニー刺激因子(GM−CSF)、IL
−2、IFN−α、Flt−3L)、CD40、CD28、CD70、IL−12、熱シ
ョックタンパク質(HSP)90、CD134(OX40)、CD137、CoVacc
ine HT、非イオン性ブロック共重合体、不完全フロイントアジュバント、ケモカイ
ン、コレラ毒素;大腸菌(E.coli)易熱性エンテロトキシン;百日咳毒素;ムラミ
ルジペプチド、ムラミルペプチド類似体、MF59、SAF、免疫刺激性複合体、生分解
性ミクロスフェア、ポリホスファゼン;合成ポリヌクレオチドが含まれる。
には、CpGオリゴヌクレオチドを含有するアジュバント、またはTLR4およびTLR
9のようなトール様受容体(総説としては、Daubenberger,C.A.,Cu
rr.Opin.Mol.Ther.9(1):45−52(2007);Duthie
ら,Immunological Reviews 239(1):178−196(2
011);Hedayatら,Medicinal Research Reviews
32(2):294−325(2012)を参照されたい)に作用する他の分子、例え
ば、リポ多糖、モノホスホリルリピドAおよびアミノアルキルグルコサミニド4−ホスフ
ァートが含まれるが、これらに限定されるものではない。本発明の組成物において有用な
追加的なアジュバントには、免疫刺激性オリゴヌクレオチド(IMO;例えば、U.S.
7,713,535およびU.S.7,470,674を参照されたい);Tヘルパーエ
ピトープ、リピドAおよびその誘導体または変異体、リポソーム、リン酸カルシウム、サ
イトカイン(例えば、顆粒球マクロファージ−コロニー刺激因子(GM−CSF)、IL
−2、IFN−α、Flt−3L)、CD40、CD28、CD70、IL−12、熱シ
ョックタンパク質(HSP)90、CD134(OX40)、CD137、CoVacc
ine HT、非イオン性ブロック共重合体、不完全フロイントアジュバント、ケモカイ
ン、コレラ毒素;大腸菌(E.coli)易熱性エンテロトキシン;百日咳毒素;ムラミ
ルジペプチド、ムラミルペプチド類似体、MF59、SAF、免疫刺激性複合体、生分解
性ミクロスフェア、ポリホスファゼン;合成ポリヌクレオチドが含まれる。
本明細書に記載されている組成物と共に使用される追加的なアジュバントとしては、サ
ポニン(例えば、QS21)を単独で又はコレステロールおよびリン脂質をISCOM(
「免疫刺激性複合体」;総説としては、BarrおよびMitchell,Immuno
logy and Cell Biology 74:8−25(1996);ならびに
SkeneおよびSutton,Methods 40:53−59(2006)を参照
されたい)の特徴的な形態において組み合わせて含むアジュバントが挙げられる。本発明
で提供される組成物および方法の特定の実施形態においては、突然変異毒素および/また
は毒素タンパク質は、ISCOM型アジュバントまたは「ISCOM」[これは、抗原の
非存在下で製造されるISCOMATRIX(登録商標)(本明細書においては「IMX
」とも称される)のようなISCOMマトリックス粒子アジュバントである](ISCO
M(登録商標)およびISCOMATRIX(登録商標)はCSL Limited,P
arkville,Australiaの登録商標である)と組み合わされる。
ポニン(例えば、QS21)を単独で又はコレステロールおよびリン脂質をISCOM(
「免疫刺激性複合体」;総説としては、BarrおよびMitchell,Immuno
logy and Cell Biology 74:8−25(1996);ならびに
SkeneおよびSutton,Methods 40:53−59(2006)を参照
されたい)の特徴的な形態において組み合わせて含むアジュバントが挙げられる。本発明
で提供される組成物および方法の特定の実施形態においては、突然変異毒素および/また
は毒素タンパク質は、ISCOM型アジュバントまたは「ISCOM」[これは、抗原の
非存在下で製造されるISCOMATRIX(登録商標)(本明細書においては「IMX
」とも称される)のようなISCOMマトリックス粒子アジュバントである](ISCO
M(登録商標)およびISCOMATRIX(登録商標)はCSL Limited,P
arkville,Australiaの登録商標である)と組み合わされる。
また、アルミニウムに基づく化合物、例えば水酸化アルミニウム(Al(OH)3)、
アルミニウムヒドロキシホスファート(AlPO4)、無定形アルミニウムヒドロキシホ
スファートスルファート(AAHS)、またはいわゆる「ミョウバン」(KAl(SO4
)・12H2O)(Kleinら,Analysis of aluminum hyd
roxyphosphate vaccine adjuvants by Al MA
S NMR.,J.Pharm.Sci.89(3):311−21(2000)を参照
されたい)が、本発明で提供される組成物と組み合わされうる。本発明で提供される本発
明の典型的実施形態においては、アルミニウムアジュバントはアルミニウムヒドロキシホ
スファートまたはAAHS(あるいは「MAA」と称される)である。
アルミニウムヒドロキシホスファート(AlPO4)、無定形アルミニウムヒドロキシホ
スファートスルファート(AAHS)、またはいわゆる「ミョウバン」(KAl(SO4
)・12H2O)(Kleinら,Analysis of aluminum hyd
roxyphosphate vaccine adjuvants by Al MA
S NMR.,J.Pharm.Sci.89(3):311−21(2000)を参照
されたい)が、本発明で提供される組成物と組み合わされうる。本発明で提供される本発
明の典型的実施形態においては、アルミニウムアジュバントはアルミニウムヒドロキシホ
スファートまたはAAHS(あるいは「MAA」と称される)である。
前記組成物は、治療用または予防用ワクチンとして使用されうる。したがって、本発明
は、本発明の突然変異もしくは単離毒素(「免疫原性物質」)またはそれらの誘導体の1
以上を有効成分として含有するワクチンの製造に拡張される。そのようなワクチンを製造
するためには、任意の適当な方法が想定される。典型的な方法は、例えば、New Ge
neration Vaccines(1997,Levineら,Marcel De
kker,Inc.New York,Basel,Hong Kong)(これを参照
により本明細書に組み入れることとする)に記載されているものを含む。
は、本発明の突然変異もしくは単離毒素(「免疫原性物質」)またはそれらの誘導体の1
以上を有効成分として含有するワクチンの製造に拡張される。そのようなワクチンを製造
するためには、任意の適当な方法が想定される。典型的な方法は、例えば、New Ge
neration Vaccines(1997,Levineら,Marcel De
kker,Inc.New York,Basel,Hong Kong)(これを参照
により本明細書に組み入れることとする)に記載されているものを含む。
誘導体毒素を含む本発明の突然変異毒素、または該突然変異毒素もしくは誘導体もしく
は天然毒素、例えばCDTbを(単独で又は1以上の免疫原と共に)含む組成物もしくは
ワクチンは、当技術分野でよく知られた技術を用いて製剤化され、患者に投与されうる。
医薬投与の全般に関する指針は、例えば、Vaccines,PlotkinおよびOr
enstein編,W.B.Sanders Company,1999;Reming
ton’s Pharmaceutical Sciences 20th Editi
on,Gennaro編,Mack Publishing,2000;ならびにMod
ern Pharmaceutics 2nd Edition,BankerおよびR
hodes編,Marcel Dekker,Inc.,1990に記載されている。
は天然毒素、例えばCDTbを(単独で又は1以上の免疫原と共に)含む組成物もしくは
ワクチンは、当技術分野でよく知られた技術を用いて製剤化され、患者に投与されうる。
医薬投与の全般に関する指針は、例えば、Vaccines,PlotkinおよびOr
enstein編,W.B.Sanders Company,1999;Reming
ton’s Pharmaceutical Sciences 20th Editi
on,Gennaro編,Mack Publishing,2000;ならびにMod
ern Pharmaceutics 2nd Edition,BankerおよびR
hodes編,Marcel Dekker,Inc.,1990に記載されている。
したがって、本発明は、本明細書に記載されているワクチンまたは医薬組成物のいずれ
かの免疫学的有効量を患者に投与する工程を含む、クロストリジウム・ディフィシレ(C
.difficile)感染に対する患者における防御免疫応答を誘導するための方法を
提供する。
かの免疫学的有効量を患者に投与する工程を含む、クロストリジウム・ディフィシレ(C
.difficile)感染に対する患者における防御免疫応答を誘導するための方法を
提供する。
また、本明細書に記載されているワクチンまたは医薬組成物のいずれかの免疫学的有効
量を患者に投与する工程を含む、クロストリジウム・ディフィシレ(C.diffici
le)感染を治療するためのまたはクロストリジウム・ディフィシレ(C.diffic
ile)感染に関連したいずれかの病態を治療するための方法が本発明により提供される
。
量を患者に投与する工程を含む、クロストリジウム・ディフィシレ(C.diffici
le)感染を治療するためのまたはクロストリジウム・ディフィシレ(C.diffic
ile)感染に関連したいずれかの病態を治療するための方法が本発明により提供される
。
ワクチンおよび/または組成物は、皮下、筋肉内、静脈内、粘膜、非経口または皮内の
ような種々の経路により投与されうる。皮下および筋肉内投与は、例えば、無針またはジ
ェット式注射器を使用して行われうる。本発明の好ましい実施形態においては、ワクチン
および組成物は筋肉内注射により投与される。
ような種々の経路により投与されうる。皮下および筋肉内投与は、例えば、無針またはジ
ェット式注射器を使用して行われうる。本発明の好ましい実施形態においては、ワクチン
および組成物は筋肉内注射により投与される。
本明細書に記載されている組成物は、剤形に適合した方法で、そしてクロストリジウム
・ディフィシレ(C.difficile)感染を治療し、および/または感染の可能性
を低減するのに免疫学的に有効な量で投与されうる。本発明の場合における患者に投与さ
れる用量は、患者における有益な応答(例えば、クロストリジウム・ディフィシレ(C.
difficile)のレベルの低下)に経時的に影響を及ぼすのにまたはクロストリジ
ウム・ディフィシレ(C.difficile)による感染の可能性を低減するのに十分
なものであるべきである。投与されるべき免疫原性物質の量は、治療されるべき対象(そ
の年齢、性別、体重および全身健康状態を含む)に依存しうる。これに関して、投与され
る必要のある免疫原性物質の厳密な量は実施者の判断によるであろう。クロストリジウム
・ディフィシレ(C.difficile)感染に対する治療または予防において投与さ
れる免疫原性物質の有効量の決定の際には、医師が、循環血漿レベル、疾患の進行および
抗クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)抗体の産生を評価しうる
。いずれの場合にも、本発明の免疫原性物質の適当な投与量は当業者により容易に決定さ
れうる。そのような投与量は、本発明の免疫原性物質のナノグラムからミリグラムのオー
ダーでありうる。
・ディフィシレ(C.difficile)感染を治療し、および/または感染の可能性
を低減するのに免疫学的に有効な量で投与されうる。本発明の場合における患者に投与さ
れる用量は、患者における有益な応答(例えば、クロストリジウム・ディフィシレ(C.
difficile)のレベルの低下)に経時的に影響を及ぼすのにまたはクロストリジ
ウム・ディフィシレ(C.difficile)による感染の可能性を低減するのに十分
なものであるべきである。投与されるべき免疫原性物質の量は、治療されるべき対象(そ
の年齢、性別、体重および全身健康状態を含む)に依存しうる。これに関して、投与され
る必要のある免疫原性物質の厳密な量は実施者の判断によるであろう。クロストリジウム
・ディフィシレ(C.difficile)感染に対する治療または予防において投与さ
れる免疫原性物質の有効量の決定の際には、医師が、循環血漿レベル、疾患の進行および
抗クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)抗体の産生を評価しうる
。いずれの場合にも、本発明の免疫原性物質の適当な投与量は当業者により容易に決定さ
れうる。そのような投与量は、本発明の免疫原性物質のナノグラムからミリグラムのオー
ダーでありうる。
適当な投与計画は、好ましくは、患者の年齢、体重、性別および医学的症状;投与経路
;所望の効果;ならびに使用される個々の化合物を含む当技術分野で公知の要因を考慮し
て決定される。該ワクチン組成物は多用量形態で使用されうる。
;所望の効果;ならびに使用される個々の化合物を含む当技術分野で公知の要因を考慮し
て決定される。該ワクチン組成物は多用量形態で使用されうる。
投与の時期は、当技術分野でよく知られた要因に左右される。初期投与後、抗体価を維
持および/または増強するために、1以上の追加的な用量が投与されうる。
持および/または増強するために、1以上の追加的な用量が投与されうる。
組合せワクチン接種の場合、突然変異毒素のそれぞれは、1つの組成物中で一緒にある
いは異なる組成物中で別々に投与されうる。本明細書に記載されている本発明の突然変異
または単離TcdまたはCDT毒素は、1以上の所望の追加的免疫原と共に投与されうる
。「共に」なる語は、複数の治療用物質が厳密に同時に投与されることには限定されず、
それは、本明細書に記載されている突然変異または単離TcdおよびCDT毒素とその他
の所望の免疫原とが、それらが一緒になってそれ以外の様態で投与される場合と比較して
大きな利益をもたらすように作用しうるような順序および時間間隔で対象に投与されるこ
とを意味する。例えば、各治療用物質は、同時にまたは異なる時点で任意の順序で連続的
に投与されうるが、同時に投与されない場合には、それらは、所望の治療効果が得られる
ように時間的に十分に近くなるように投与されるべきである。各治療用物質は任意の適切
な形態および任意の適切な経路で別々に投与されうる。
いは異なる組成物中で別々に投与されうる。本明細書に記載されている本発明の突然変異
または単離TcdまたはCDT毒素は、1以上の所望の追加的免疫原と共に投与されうる
。「共に」なる語は、複数の治療用物質が厳密に同時に投与されることには限定されず、
それは、本明細書に記載されている突然変異または単離TcdおよびCDT毒素とその他
の所望の免疫原とが、それらが一緒になってそれ以外の様態で投与される場合と比較して
大きな利益をもたらすように作用しうるような順序および時間間隔で対象に投与されるこ
とを意味する。例えば、各治療用物質は、同時にまたは異なる時点で任意の順序で連続的
に投与されうるが、同時に投与されない場合には、それらは、所望の治療効果が得られる
ように時間的に十分に近くなるように投与されるべきである。各治療用物質は任意の適切
な形態および任意の適切な経路で別々に投与されうる。
前記の本発明の態様においては、W101A、D287A、E514Q、D285A、
S517A、W519AおよびC700Aからなる群から選択される少なくとも3つの突
然変異を含む組換えクロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)毒素A
(TcdA)タンパク質及び医薬上許容される担体を含む免疫原性組成物を提供する。本
発明のこの態様の幾つかの実施形態においては、TcdAタンパク質は、(a)W101
A、D287A、E514Q;(b)W101A、D287A、E514QおよびW51
9A;(c)W101A、D287A、E514QおよびD285A;ならびに(d)W
101A、D287A、E514QおよびS517Aからなる群から選択される一組の突
然変異を含む。更に詳細な実施形態においては、TcdAタンパク質は更に、C700A
突然変異、例えば、以下の一組の突然変異(e)W101A、D287A、E514Q、
W519AおよびC700Aを含む。追加的な実施形態においては、TcdAタンパク質
は、クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)NAP株またはVPI
10463株から得られたアミノ酸配列を含む。更に詳細な実施形態においては、Tc
dAタンパク質は、配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11
、配列番号12、配列番号25、配列番号26および配列番号35からなる群から選択さ
れるアミノ酸配列を含む。
S517A、W519AおよびC700Aからなる群から選択される少なくとも3つの突
然変異を含む組換えクロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)毒素A
(TcdA)タンパク質及び医薬上許容される担体を含む免疫原性組成物を提供する。本
発明のこの態様の幾つかの実施形態においては、TcdAタンパク質は、(a)W101
A、D287A、E514Q;(b)W101A、D287A、E514QおよびW51
9A;(c)W101A、D287A、E514QおよびD285A;ならびに(d)W
101A、D287A、E514QおよびS517Aからなる群から選択される一組の突
然変異を含む。更に詳細な実施形態においては、TcdAタンパク質は更に、C700A
突然変異、例えば、以下の一組の突然変異(e)W101A、D287A、E514Q、
W519AおよびC700Aを含む。追加的な実施形態においては、TcdAタンパク質
は、クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)NAP株またはVPI
10463株から得られたアミノ酸配列を含む。更に詳細な実施形態においては、Tc
dAタンパク質は、配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11
、配列番号12、配列番号25、配列番号26および配列番号35からなる群から選択さ
れるアミノ酸配列を含む。
本発明はまた、W102A、D288A、E515Q、D286A、S518A、W5
20AおよびC698Aからなる群から選択される少なくとも3つの突然変異を含む組換
えクロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)毒素B(TcdB)タン
パク質及び医薬上許容される担体を含む免疫原性組成物を提供する。本発明のこの態様の
追加的実施形態においては、TcdBタンパク質は、(a)W102A、D288Aおよ
びE515Q;(b)W102A、D288A、E515QおよびW520A;(c)W
102A、D288A、E515QおよびD286A;ならびに(d)W102A、D2
88A、E515QおよびS518Aからなる群から選択される一組の突然変異を含む。
更に詳細な実施形態においては、TcdBタンパク質は更に、C698A突然変異、例え
ば、以下の一組の突然変異(e)W102A、D288A、E515Q、W520Aおよ
びC698Aを含む。更に詳細な実施形態においては、TcdBタンパク質は、クロスト
リジウム・ディフィシレ(C.difficile)NAP株またはVPI 10463
株から得られたアミノ酸配列を含む。本発明のこの態様の特定の実施形態においては、T
cdBタンパク質は、配列番号19、配列番号20、配列番号21、配列番号22、配列
番号23、配列番号24、配列番号27、配列番号28および配列番号58からなる群か
ら選択されるアミノ酸配列を含む。本発明の追加的実施形態においては、前記の突然変異
TcdB毒素タンパク質はいずれも、本明細書の全体において開示されているいずれかの
他の突然変異毒素タンパク質、例えば、前記の突然変異TcdAタンパク質と組み合わさ
れうる。
20AおよびC698Aからなる群から選択される少なくとも3つの突然変異を含む組換
えクロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)毒素B(TcdB)タン
パク質及び医薬上許容される担体を含む免疫原性組成物を提供する。本発明のこの態様の
追加的実施形態においては、TcdBタンパク質は、(a)W102A、D288Aおよ
びE515Q;(b)W102A、D288A、E515QおよびW520A;(c)W
102A、D288A、E515QおよびD286A;ならびに(d)W102A、D2
88A、E515QおよびS518Aからなる群から選択される一組の突然変異を含む。
更に詳細な実施形態においては、TcdBタンパク質は更に、C698A突然変異、例え
ば、以下の一組の突然変異(e)W102A、D288A、E515Q、W520Aおよ
びC698Aを含む。更に詳細な実施形態においては、TcdBタンパク質は、クロスト
リジウム・ディフィシレ(C.difficile)NAP株またはVPI 10463
株から得られたアミノ酸配列を含む。本発明のこの態様の特定の実施形態においては、T
cdBタンパク質は、配列番号19、配列番号20、配列番号21、配列番号22、配列
番号23、配列番号24、配列番号27、配列番号28および配列番号58からなる群か
ら選択されるアミノ酸配列を含む。本発明の追加的実施形態においては、前記の突然変異
TcdB毒素タンパク質はいずれも、本明細書の全体において開示されているいずれかの
他の突然変異毒素タンパク質、例えば、前記の突然変異TcdAタンパク質と組み合わさ
れうる。
したがって、本発明の1つの実施形態は、突然変異TcdAタンパク質、突然変異Tc
dBタンパク質および医薬上許容される担体を含む免疫原性組成物である。本発明のこの
態様の幾つかの実施形態においては、TcdAタンパク質は、W101A、D287A、
E514Q、D285A、S517A、W519AおよびC700Aからなる群から選択
される少なくとも3つの突然変異を含み、TcdBタンパク質は、W102A、D288
A、E515Q、D286A、S518A、W520AおよびC698Aからなる群から
選択される少なくとも3つの突然変異を含む。更に詳細な実施形態においては、本発明の
免疫原性組成物は、本明細書に記載されている突然変異TcdA、本明細書に記載されて
いる突然変異TcdBタンパク質、突然変異CDTaタンパク質およびCDTbタンパク
質を含み、ここで、突然変異TcdAタンパク質は、C2A、Y67A、Y69A、Y2
53A、R255A、Y258A、R302A、Q307E、N342A、S345F、
F356A、R359A、Y382A、E385Q、E385A、E387QおよびE3
87Dから選択される少なくとも2つの突然変異を含む。本発明のこの態様の幾つかの実
施形態においては、CDTaタンパク質およびCDTbタンパク質は、シグナルペプチド
を欠いている。追加の実施形態においては、本明細書に記載されている免疫原性組成物は
いずれも、アジュバントを更に含みうる。更に詳細な実施形態においては、アジュバント
はISCOM型アジュバント、例えばISCOMATRIX(CSL,LTd.)および
/またはアルミニウムアジュバント、例えばMAAである。
dBタンパク質および医薬上許容される担体を含む免疫原性組成物である。本発明のこの
態様の幾つかの実施形態においては、TcdAタンパク質は、W101A、D287A、
E514Q、D285A、S517A、W519AおよびC700Aからなる群から選択
される少なくとも3つの突然変異を含み、TcdBタンパク質は、W102A、D288
A、E515Q、D286A、S518A、W520AおよびC698Aからなる群から
選択される少なくとも3つの突然変異を含む。更に詳細な実施形態においては、本発明の
免疫原性組成物は、本明細書に記載されている突然変異TcdA、本明細書に記載されて
いる突然変異TcdBタンパク質、突然変異CDTaタンパク質およびCDTbタンパク
質を含み、ここで、突然変異TcdAタンパク質は、C2A、Y67A、Y69A、Y2
53A、R255A、Y258A、R302A、Q307E、N342A、S345F、
F356A、R359A、Y382A、E385Q、E385A、E387QおよびE3
87Dから選択される少なくとも2つの突然変異を含む。本発明のこの態様の幾つかの実
施形態においては、CDTaタンパク質およびCDTbタンパク質は、シグナルペプチド
を欠いている。追加の実施形態においては、本明細書に記載されている免疫原性組成物は
いずれも、アジュバントを更に含みうる。更に詳細な実施形態においては、アジュバント
はISCOM型アジュバント、例えばISCOMATRIX(CSL,LTd.)および
/またはアルミニウムアジュバント、例えばMAAである。
本発明はまた、C2A、Y67A、Y69A、Y253A、R255A、Y258A、
R302A、Q307E、N342A、S345F、F356A、R359A、Y382
A、E385Q、E385A、E387QおよびE387Dから選択される少なくとも2
つの突然変異を含む組換え二成分毒素タンパク質A(CDTa)、およびクロストリジウ
ム・ディフィシレ(C.difficile)からの二成分毒素タンパク質B(CDTb
)、および医薬上許容される担体を含む免疫原性組成物に関する。追加の実施形態におい
ては、免疫原性組成物は、C2A、Y67A、Y69A、Y253A、R255A、Y2
58A、R302A、Q307E、N342A、S345F、F356A、R359A、
Y382A、E385Q、E385A、E387QおよびE387Dからなる群から選択
される2個まで、3個まで、4個まで、5個まで、6個まで、7個まで、8個まで、9個
まで、10個まで、11個まで、12個まで、13個まで、14個まで、15個まで、1
6個まで、または17個までの突然変異からなるCDTaタンパク質を含む。本発明の幾
つかの実施形態においては、CDTaタンパク質は、(a)S345F、E385Qおよ
びE387Q;(b)R302A、E385A、E387D;(c)C2A、S345F
、E385QおよびE387Q;(d)R302A、S345F、E385QおよびE3
87Q;(e)Y67A、Y69AおよびR255A;(f)R359A、Y67Aおよ
びQ307E;(g)Y258A、F356A、S345F;ならびに(h)N342A
、Y253AおよびY382Aからなる群から選択される一組の突然変異を含む又はそれ
らからなる。更に詳細な実施形態においては、CDTaタンパク質は、配列番号40また
は配列番号42に記載されているアミノ酸配列を含む又はそれらからなる。
R302A、Q307E、N342A、S345F、F356A、R359A、Y382
A、E385Q、E385A、E387QおよびE387Dから選択される少なくとも2
つの突然変異を含む組換え二成分毒素タンパク質A(CDTa)、およびクロストリジウ
ム・ディフィシレ(C.difficile)からの二成分毒素タンパク質B(CDTb
)、および医薬上許容される担体を含む免疫原性組成物に関する。追加の実施形態におい
ては、免疫原性組成物は、C2A、Y67A、Y69A、Y253A、R255A、Y2
58A、R302A、Q307E、N342A、S345F、F356A、R359A、
Y382A、E385Q、E385A、E387QおよびE387Dからなる群から選択
される2個まで、3個まで、4個まで、5個まで、6個まで、7個まで、8個まで、9個
まで、10個まで、11個まで、12個まで、13個まで、14個まで、15個まで、1
6個まで、または17個までの突然変異からなるCDTaタンパク質を含む。本発明の幾
つかの実施形態においては、CDTaタンパク質は、(a)S345F、E385Qおよ
びE387Q;(b)R302A、E385A、E387D;(c)C2A、S345F
、E385QおよびE387Q;(d)R302A、S345F、E385QおよびE3
87Q;(e)Y67A、Y69AおよびR255A;(f)R359A、Y67Aおよ
びQ307E;(g)Y258A、F356A、S345F;ならびに(h)N342A
、Y253AおよびY382Aからなる群から選択される一組の突然変異を含む又はそれ
らからなる。更に詳細な実施形態においては、CDTaタンパク質は、配列番号40また
は配列番号42に記載されているアミノ酸配列を含む又はそれらからなる。
別の実施形態においては、CDTaタンパク質は、追加的なN末端メチオニンを伴う配
列番号67を含む又はそれからなる。追加の実施形態においては、CDTaタンパク質は
、追加的なN末端メチオニンを伴う配列番号40または配列番号42を含む又はそれから
なる。
列番号67を含む又はそれからなる。追加の実施形態においては、CDTaタンパク質は
、追加的なN末端メチオニンを伴う配列番号40または配列番号42を含む又はそれから
なる。
追加の実施形態においては、免疫原性組成物は、本明細書に記載されている任意のCD
Taタンパク質、およびシグナルペプチドを欠く(すなわち、シグナルペプチドが欠失し
ている)CDTbタンパク質を含む。更に詳細な実施形態においては、組成物は、本明細
書に記載されている任意のCDTaタンパク質、ならびにシグナルペプチドおよび活性化
ドメインの両方を欠く(すなわち、シグナルペプチドおよび活性化ドメインが欠失してい
る)CDTbタンパク質を含む。
Taタンパク質、およびシグナルペプチドを欠く(すなわち、シグナルペプチドが欠失し
ている)CDTbタンパク質を含む。更に詳細な実施形態においては、組成物は、本明細
書に記載されている任意のCDTaタンパク質、ならびにシグナルペプチドおよび活性化
ドメインの両方を欠く(すなわち、シグナルペプチドおよび活性化ドメインが欠失してい
る)CDTbタンパク質を含む。
また、本明細書に記載されている任意の組換え突然変異TcdAタンパク質、本明細書
に記載されている任意の組換え突然変異TcdBタンパク質、本明細書に記載されている
任意の組換え突然変異CDTaタンパク質、およびシグナルペプチドを欠くCDTbタン
パク質、ならびに医薬上許容される担体を含む免疫原性組成物が本発明により提供される
。追加的実施形態においては、記載されている組成物はアジュバントを更に含む。更に詳
細な実施形態においては、アジュバントはアルミニウムアジュバントおよび/またはIS
COM型アジュバントである。
に記載されている任意の組換え突然変異TcdBタンパク質、本明細書に記載されている
任意の組換え突然変異CDTaタンパク質、およびシグナルペプチドを欠くCDTbタン
パク質、ならびに医薬上許容される担体を含む免疫原性組成物が本発明により提供される
。追加的実施形態においては、記載されている組成物はアジュバントを更に含む。更に詳
細な実施形態においては、アジュバントはアルミニウムアジュバントおよび/またはIS
COM型アジュバントである。
本発明の組成物の別の実施形態においては、本明細書に記載されている突然変異Tcd
A、TcdBおよび/またはCDTaタンパク質は、天然TcdA、TcdBおよび/ま
たはCDTaタンパク質(例えば、同じ株の天然TcdAまたはTcdBタンパク質に対
するいずれの突然変異をも含まないが、解毒されている、または化学的手段により例えば
ホルムアルデヒドの使用により毒性が実質的に低減しているトキソイドタンパク質)と組
み合わされうる。そのような組成物はCDTbをも含みうる。追加的な別の実施形態にお
いては、本明細書に記載されている突然変異TcdA、TcdBおよび/または突然変異
CDTaタンパク質はまた、残留毒性を更に低減または排除するためにホルムアルデヒド
で処理されうる。
A、TcdBおよび/またはCDTaタンパク質は、天然TcdA、TcdBおよび/ま
たはCDTaタンパク質(例えば、同じ株の天然TcdAまたはTcdBタンパク質に対
するいずれの突然変異をも含まないが、解毒されている、または化学的手段により例えば
ホルムアルデヒドの使用により毒性が実質的に低減しているトキソイドタンパク質)と組
み合わされうる。そのような組成物はCDTbをも含みうる。追加的な別の実施形態にお
いては、本明細書に記載されている突然変異TcdA、TcdBおよび/または突然変異
CDTaタンパク質はまた、残留毒性を更に低減または排除するためにホルムアルデヒド
で処理されうる。
本発明はまた、(a)突然変異W101、D287A、E514Q、W519Aを含む
若しくはそれらからなるTcdAタンパク質、突然変異W101、D287A、E514
QおよびW519AおよびC700Aを含む若しくはそれらからなるTcdAタンパク質
;(b)突然変異W102A、D288A、E515Q、W520AおよびC698Aを
含む若しくはそれらからなるTcdBタンパク質、または突然変異W102A、D288
A、E515QおよびW520Aを含む若しくはそれらからなるTcdBタンパク質;(
c)シグナルペプチドを欠き、突然変異S345F、E385Q、E387QおよびC2
Aを含む又はそれらからなるCDTaタンパク質;ならびに(d)シグナルペプチドを欠
くCDTbタンパク質、を含む免疫原性組成物に関する。別の実施形態においては、CD
Tbタンパク質はシグナルペプチドおよび活性化ドメインを欠く。更に詳細な実施形態に
おいては、組成物はアルミニウムアジュバントまたはISCOM型アジュバント、例えば
ISCOMATRIX(登録商標)を更に含む。更に詳細な実施形態においては、本明細
書に記載されている組成物はアルミニウムアジュバントおよびISCOM型アジュバント
を含む。
若しくはそれらからなるTcdAタンパク質、突然変異W101、D287A、E514
QおよびW519AおよびC700Aを含む若しくはそれらからなるTcdAタンパク質
;(b)突然変異W102A、D288A、E515Q、W520AおよびC698Aを
含む若しくはそれらからなるTcdBタンパク質、または突然変異W102A、D288
A、E515QおよびW520Aを含む若しくはそれらからなるTcdBタンパク質;(
c)シグナルペプチドを欠き、突然変異S345F、E385Q、E387QおよびC2
Aを含む又はそれらからなるCDTaタンパク質;ならびに(d)シグナルペプチドを欠
くCDTbタンパク質、を含む免疫原性組成物に関する。別の実施形態においては、CD
Tbタンパク質はシグナルペプチドおよび活性化ドメインを欠く。更に詳細な実施形態に
おいては、組成物はアルミニウムアジュバントまたはISCOM型アジュバント、例えば
ISCOMATRIX(登録商標)を更に含む。更に詳細な実施形態においては、本明細
書に記載されている組成物はアルミニウムアジュバントおよびISCOM型アジュバント
を含む。
組換え毒素の発現
本発明の方法において使用される本明細書に記載されている毒素タンパク質またはその
誘導体は、組換え製造され、必要に応じて、例えばホルムアルデヒドで化学修飾される。
本発明の好ましい実施形態においては、組換え毒素は、選択された宿主細胞発現系におけ
る組換え発現の後は、化学的手段、例えばホルムアルデヒド不活化によりそれ以上は不活
性化されない。ポリペプチドの組換え発現は、関心のあるポリペプチド(すなわち、本明
細書に記載されているTcdA、TcdB、CDTaもしくはCDTbポリペプチドまた
はそれらの誘導体)をコードするポリヌクレオチドを含有する発現ベクターの構築を要す
る。関心のあるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドが得られたら、関心のあるポ
リペプチドの産生のためのベクターが当技術分野でよく知られた技術を用いる組換えDN
A技術により製造されうる。したがって、関心のあるポリペプチドコードするポリヌクレ
オチドを発現させることにより、ポリペプチドを製造するための方法が本明細書に記載さ
れている。
本発明の方法において使用される本明細書に記載されている毒素タンパク質またはその
誘導体は、組換え製造され、必要に応じて、例えばホルムアルデヒドで化学修飾される。
本発明の好ましい実施形態においては、組換え毒素は、選択された宿主細胞発現系におけ
る組換え発現の後は、化学的手段、例えばホルムアルデヒド不活化によりそれ以上は不活
性化されない。ポリペプチドの組換え発現は、関心のあるポリペプチド(すなわち、本明
細書に記載されているTcdA、TcdB、CDTaもしくはCDTbポリペプチドまた
はそれらの誘導体)をコードするポリヌクレオチドを含有する発現ベクターの構築を要す
る。関心のあるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドが得られたら、関心のあるポ
リペプチドの産生のためのベクターが当技術分野でよく知られた技術を用いる組換えDN
A技術により製造されうる。したがって、関心のあるポリペプチドコードするポリヌクレ
オチドを発現させることにより、ポリペプチドを製造するための方法が本明細書に記載さ
れている。
関心のあるポリペプチドのコード配列ならびに適当な転写および翻訳制御シグナルを含
有する発現ベクターを構築するためには、当業者によく知られた方法が用いられうる。こ
れらの方法は、例えば、インビトロ組換えDNA技術、合成技術およびインビボ遺伝的組
換えを含む。したがって、本発明は、プロモーターに機能的に連結された関心のあるポリ
ペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む複製可能なベクターを提供する。
有する発現ベクターを構築するためには、当業者によく知られた方法が用いられうる。こ
れらの方法は、例えば、インビトロ組換えDNA技術、合成技術およびインビボ遺伝的組
換えを含む。したがって、本発明は、プロモーターに機能的に連結された関心のあるポリ
ペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む複製可能なベクターを提供する。
発現ベクターを通常の技術により宿主細胞に導入し、ついでトランスフェクト化細胞を
、ヌクレオチド配列の発現を可能にする条件下、通常の技術により培養して関心のあるポ
リペプチドを産生させる。したがって、本発明は、異種プロモーターに機能的に連結され
た関心のあるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有する宿主細胞を含む。本
明細書中で定義される「宿主細胞」なる語は、トランスジェニックヒトの体、トランスジ
ェニックヒト胎児またはトランスジェニックヒト胚における宿主細胞を含むものとは意図
されない。
、ヌクレオチド配列の発現を可能にする条件下、通常の技術により培養して関心のあるポ
リペプチドを産生させる。したがって、本発明は、異種プロモーターに機能的に連結され
た関心のあるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有する宿主細胞を含む。本
明細書中で定義される「宿主細胞」なる語は、トランスジェニックヒトの体、トランスジ
ェニックヒト胎児またはトランスジェニックヒト胚における宿主細胞を含むものとは意図
されない。
TcdA、TcdB、CDTa、CDTbまたはそれらの突然変異体もしくは誘導体形
態をコードする組換えヌクレオチド配列の宿主細胞内での発現の後、毒素タンパク質を回
収して、本明細書に記載されている免疫原性ワクチンおよび組成物において使用される実
質的に精製されたタンパク質を得ることが可能である。幾つかのタンパク質精製方法が利
用可能であり、使用に適している。組換え毒素タンパク質は、塩分別、イオン交換クロマ
トグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー、ヒドロキシアパタイト吸着クロマトグラ
フィーおよび疎水性相互作用クロマトグラフィーの種々の組合せ又は個々の適用により、
細胞ライセートおよび抽出物から精製されうる。また、組換えタンパク質は、毒素タンパ
ク質またはその誘導体もしくは断片に特異的なモノクローナルまたはポリクローナル抗体
を使用して作製された免疫アフィニティカラムを使用して、他の細胞タンパク質から分離
されうる。
態をコードする組換えヌクレオチド配列の宿主細胞内での発現の後、毒素タンパク質を回
収して、本明細書に記載されている免疫原性ワクチンおよび組成物において使用される実
質的に精製されたタンパク質を得ることが可能である。幾つかのタンパク質精製方法が利
用可能であり、使用に適している。組換え毒素タンパク質は、塩分別、イオン交換クロマ
トグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー、ヒドロキシアパタイト吸着クロマトグラ
フィーおよび疎水性相互作用クロマトグラフィーの種々の組合せ又は個々の適用により、
細胞ライセートおよび抽出物から精製されうる。また、組換えタンパク質は、毒素タンパ
ク質またはその誘導体もしくは断片に特異的なモノクローナルまたはポリクローナル抗体
を使用して作製された免疫アフィニティカラムを使用して、他の細胞タンパク質から分離
されうる。
関心のあるポリペプチドを発現させるためには、種々の宿主−発現ベクター系が使用さ
れうる。そのような宿主−発現系は、関心のあるコード配列が産生され、ついで精製され
うるビヒクルを表し、そして、適当なヌクレオチドコード配列で形質転換またはトランス
フェクトされると関心のあるポリペプチドをin situで発現する細胞をも表す。こ
れらには、関心のあるコード配列(すなわち、本明細書に記載されている突然変異Tcd
A、TcdB、CDTaおよびCDTbタンパク質をコードする配列)を含有するDNA
発現ベクターで形質転換された大腸菌(E.coli)またはバシラス・メガテリウム(
Bacillus megaterium)のような微生物、および関心のあるコード配
列を含有する組換えウイルス発現ベクター(例えば、バキュロウイルス)に感染した昆虫
細胞系を含むが、これらに限定されるものではない。
れうる。そのような宿主−発現系は、関心のあるコード配列が産生され、ついで精製され
うるビヒクルを表し、そして、適当なヌクレオチドコード配列で形質転換またはトランス
フェクトされると関心のあるポリペプチドをin situで発現する細胞をも表す。こ
れらには、関心のあるコード配列(すなわち、本明細書に記載されている突然変異Tcd
A、TcdB、CDTaおよびCDTbタンパク質をコードする配列)を含有するDNA
発現ベクターで形質転換された大腸菌(E.coli)またはバシラス・メガテリウム(
Bacillus megaterium)のような微生物、および関心のあるコード配
列を含有する組換えウイルス発現ベクター(例えば、バキュロウイルス)に感染した昆虫
細胞系を含むが、これらに限定されるものではない。
商業的ワクチン製造のための十分な量のクロストリジウム・ディフィシレ(C.dif
ficile)毒素を得るためには、低い生産収率、および培養内で増殖したクロストリ
ジウム・ディフィシレ(C.difficile)細菌からの天然毒素の単離に伴う安全
性の問題を克服する、組換え発現系において組換えTcdAおよび/またはTcdBを発
現させるための方法を開発することが有益であろう。クロストリジウム・ディフィシレ(
C.difficile)は嫌気性胞子形成生物であるため、培養におけるTcd毒素の
製造は非常に少量しか得られず、したがって高い経費を要する。また、毒素の化学的不活
化は困難なことがあり、汚染を招く可能性があり、このため、商業的ワクチン製造の場合
には安全性の問題が生じる。その目的において、本発明の好ましい実施形態は、大量の毒
素Aおよび毒素Bの両方を与える、クロストリジウム・ディフィシレ(C.diffic
ile)TcdA、TcdB、CDTaおよびCDTbタンパク質(例えば、前記のTc
dA、TcdB、CDTaおよびCDTbタンパク質またはそれらの誘導体)を、後記の
バキュロウイルス/昆虫細胞発現系において組換え発現させるための方法に関する。
ficile)毒素を得るためには、低い生産収率、および培養内で増殖したクロストリ
ジウム・ディフィシレ(C.difficile)細菌からの天然毒素の単離に伴う安全
性の問題を克服する、組換え発現系において組換えTcdAおよび/またはTcdBを発
現させるための方法を開発することが有益であろう。クロストリジウム・ディフィシレ(
C.difficile)は嫌気性胞子形成生物であるため、培養におけるTcd毒素の
製造は非常に少量しか得られず、したがって高い経費を要する。また、毒素の化学的不活
化は困難なことがあり、汚染を招く可能性があり、このため、商業的ワクチン製造の場合
には安全性の問題が生じる。その目的において、本発明の好ましい実施形態は、大量の毒
素Aおよび毒素Bの両方を与える、クロストリジウム・ディフィシレ(C.diffic
ile)TcdA、TcdB、CDTaおよびCDTbタンパク質(例えば、前記のTc
dA、TcdB、CDTaおよびCDTbタンパク質またはそれらの誘導体)を、後記の
バキュロウイルス/昆虫細胞発現系において組換え発現させるための方法に関する。
本明細書に記載されているとおり、組換えTcdAおよびTcdBの発現において遭遇
する難題を克服するために、幾つかの発現プラットフォームを評価した。大腸菌(E.c
oli)は、この系を使用しても3mTcdAが発現され得なかったため、最適な発現プ
ラットフォームではないことを結果は示した。また、3mTcdBは大腸菌(E.col
i)内で成功裏に発現されたが、大腸菌(E.coli)系における発現から生じた発現
産物は、他の発現系において産生される組換え毒素より大量の分解物を含有していた。大
腸菌(E.coli)内で4mTcdA/Bが発現される能力をも評価した。3mTcd
Aで得られた結果に合致して、4mTcdAはこの宿主系においては発現されなかったが
、4mTcdBは高レベル(〜1.6g/L)で産生された。バシラス・メガテリウム(
B.megaterium)発現系も評価し、これは少量ないし中等度の量の5mTcd
A(〜75mg/L)および5mTcdB(〜200から700mg/L)を成功裏に産
生した。
する難題を克服するために、幾つかの発現プラットフォームを評価した。大腸菌(E.c
oli)は、この系を使用しても3mTcdAが発現され得なかったため、最適な発現プ
ラットフォームではないことを結果は示した。また、3mTcdBは大腸菌(E.col
i)内で成功裏に発現されたが、大腸菌(E.coli)系における発現から生じた発現
産物は、他の発現系において産生される組換え毒素より大量の分解物を含有していた。大
腸菌(E.coli)内で4mTcdA/Bが発現される能力をも評価した。3mTcd
Aで得られた結果に合致して、4mTcdAはこの宿主系においては発現されなかったが
、4mTcdBは高レベル(〜1.6g/L)で産生された。バシラス・メガテリウム(
B.megaterium)発現系も評価し、これは少量ないし中等度の量の5mTcd
A(〜75mg/L)および5mTcdB(〜200から700mg/L)を成功裏に産
生した。
前記の最適に準じる結果は、TcdAおよびTcdB突然変異体の両方に関して一貫し
ていたわけではなく、したがって商業的発現プラットフォームのための良好な候補とはな
らなかったため、昆虫細胞/バキュロウイルス産生プラットフォームを評価した。昆虫細
胞/バキュロウイルス系の前に別の発現系を評価した。というのも、突然変異毒素が残留
活性を完全に欠いていなければ、これらの毒素の発現は、Rhoタンパク質に対する毒素
の作用により、昆虫細胞宿主に致死的となると考えられるからである。昆虫細胞を含む全
ての真核細胞はRhoタンパク質を産生し、これは細胞増殖および遺伝子発現における役
割を有し、アクチン細胞骨格の体制を制御する。TcdAおよびTcdBの両方の作用方
式はRho GTPアーゼを不活性化して細胞円形化および細胞死を招くものであるため
、いかなる残留毒性も細胞を死亡させうるであろう。したがって、毒素発現の成功の可能
性を増大させ、そして、この系を使用して無傷抗原の収量を増加させるために、本発明者
らは5mTcdAおよび5mTcdBを試験した。本明細書に記載されている結果は、5
mTcdA/B毒素が共に、この系において成功裏に発現されることを示した。また、こ
の系において産生された解毒されたTcdAを使用して行った安定性試験は、培地内で2
7℃で6週間貯蔵された場合に、検出可能な分解を示さなかった。
ていたわけではなく、したがって商業的発現プラットフォームのための良好な候補とはな
らなかったため、昆虫細胞/バキュロウイルス産生プラットフォームを評価した。昆虫細
胞/バキュロウイルス系の前に別の発現系を評価した。というのも、突然変異毒素が残留
活性を完全に欠いていなければ、これらの毒素の発現は、Rhoタンパク質に対する毒素
の作用により、昆虫細胞宿主に致死的となると考えられるからである。昆虫細胞を含む全
ての真核細胞はRhoタンパク質を産生し、これは細胞増殖および遺伝子発現における役
割を有し、アクチン細胞骨格の体制を制御する。TcdAおよびTcdBの両方の作用方
式はRho GTPアーゼを不活性化して細胞円形化および細胞死を招くものであるため
、いかなる残留毒性も細胞を死亡させうるであろう。したがって、毒素発現の成功の可能
性を増大させ、そして、この系を使用して無傷抗原の収量を増加させるために、本発明者
らは5mTcdAおよび5mTcdBを試験した。本明細書に記載されている結果は、5
mTcdA/B毒素が共に、この系において成功裏に発現されることを示した。また、こ
の系において産生された解毒されたTcdAを使用して行った安定性試験は、培地内で2
7℃で6週間貯蔵された場合に、検出可能な分解を示さなかった。
したがって、本発明は、細胞培養内のバキュロウイルス発現系における、少なくとも4
個または少なくとも5個の突然変異を含むTcdタンパク質をコードするヌクレオチド配
列の組換え発現による、クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)毒
素AおよびBの製造方法に関する。本発明の好ましい実施形態においては、宿主細胞は昆
虫細胞である。前記方法の好ましい実施形態においては、突然変異W101A、D287
A、E514Q、W519AおよびC700Aを含むTcdAをバキュロウイルス発現系
において発現させる。追加的な好ましい実施形態においては、突然変異W102A、D2
88A、E515Q、W520AおよびC698Aを含むTcdBタンパク質をバキュロ
ウイルス発現系において発現させる。
個または少なくとも5個の突然変異を含むTcdタンパク質をコードするヌクレオチド配
列の組換え発現による、クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)毒
素AおよびBの製造方法に関する。本発明の好ましい実施形態においては、宿主細胞は昆
虫細胞である。前記方法の好ましい実施形態においては、突然変異W101A、D287
A、E514Q、W519AおよびC700Aを含むTcdAをバキュロウイルス発現系
において発現させる。追加的な好ましい実施形態においては、突然変異W102A、D2
88A、E515Q、W520AおよびC698Aを含むTcdBタンパク質をバキュロ
ウイルス発現系において発現させる。
したがって、本発明は、宿主細胞を、ヌクレオチド配列の発現を可能にする条件下、少
なくとも3個、少なくとも4個または少なくとも5個の突然変異を含む本明細書に記載さ
れているTcdA突然変異タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含むベクターで形
質転換してTcdAタンパク質を産生させることを含む、クロストリジウム・ディフィシ
レ(C.difficile)TcdAタンパク質の製造方法を提供する。本発明の或る
実施形態においては、宿主細胞は昆虫細胞であり、ベクターはバキュロウイルスベクター
である。
なくとも3個、少なくとも4個または少なくとも5個の突然変異を含む本明細書に記載さ
れているTcdA突然変異タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含むベクターで形
質転換してTcdAタンパク質を産生させることを含む、クロストリジウム・ディフィシ
レ(C.difficile)TcdAタンパク質の製造方法を提供する。本発明の或る
実施形態においては、宿主細胞は昆虫細胞であり、ベクターはバキュロウイルスベクター
である。
本発明は更に、宿主細胞を、ヌクレオチド配列の発現を可能にする条件下、少なくとも
3個、少なくとも4個または少なくとも5個の突然変異を含む本明細書に記載されている
TcdB突然変異タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含むベクターで形質転換し
て、TcdBタンパク質を産生させることを含む、クロストリジウム・ディフィシレ(C
.difficile)TcdAタンパク質の製造方法を提供する。本発明の或る実施形
態においては、宿主細胞は昆虫細胞であり、ベクターはバキュロウイルスベクターである
。
3個、少なくとも4個または少なくとも5個の突然変異を含む本明細書に記載されている
TcdB突然変異タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含むベクターで形質転換し
て、TcdBタンパク質を産生させることを含む、クロストリジウム・ディフィシレ(C
.difficile)TcdAタンパク質の製造方法を提供する。本発明の或る実施形
態においては、宿主細胞は昆虫細胞であり、ベクターはバキュロウイルスベクターである
。
本発明は更に、本明細書の全体にわたって記載されているCDTaタンパク質またはC
DTbタンパク質をコードするヌクレオチド配列の組換え発現による、クロストリジウム
・ディフィシレ(C.difficile)からの二成分毒素Aおよび二成分Bの製造方
法に関する。
DTbタンパク質をコードするヌクレオチド配列の組換え発現による、クロストリジウム
・ディフィシレ(C.difficile)からの二成分毒素Aおよび二成分Bの製造方
法に関する。
したがって、本発明は、宿主細胞を、ヌクレオチド配列の発現を可能にする条件下、少
なくとも2個、少なくとも3個または少なくとも4個の突然変異を含む本明細書に記載さ
れているCDTa突然変異タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含むベクターで形
質転換して、CDTaタンパク質を産生させることを含む、CDTaタンパク質の製造方
法を提供する。本発明の或る実施形態においては、宿主細胞は昆虫細胞であり、ベクター
はバキュロウイルスベクターである。
なくとも2個、少なくとも3個または少なくとも4個の突然変異を含む本明細書に記載さ
れているCDTa突然変異タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含むベクターで形
質転換して、CDTaタンパク質を産生させることを含む、CDTaタンパク質の製造方
法を提供する。本発明の或る実施形態においては、宿主細胞は昆虫細胞であり、ベクター
はバキュロウイルスベクターである。
本発明は、宿主細胞を、ヌクレオチド配列の発現を可能にする条件下、少なくとも2個
、少なくとも3個または少なくとも4個の突然変異を含む本明細書に記載されているCD
Tbタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含むベクターで形質転換して、CDTb
タンパク質を産生させることを含む、CDTbタンパク質の製造方法を提供する。本発明
の或る実施形態においては、宿主細胞は昆虫細胞であり、ベクターはバキュロウイルスベ
クターである。
、少なくとも3個または少なくとも4個の突然変異を含む本明細書に記載されているCD
Tbタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含むベクターで形質転換して、CDTb
タンパク質を産生させることを含む、CDTbタンパク質の製造方法を提供する。本発明
の或る実施形態においては、宿主細胞は昆虫細胞であり、ベクターはバキュロウイルスベ
クターである。
本明細書に挙げられている全ての刊行物を、本発明に関して使用されうる方法および材
料を記載し開示する目的で参照により本明細書に組み入れることとする。本明細書におけ
るいずれのものも、本発明が先行発明に基づいてそのような開示に先行する権利を有しな
いと自認するものと解釈されるべきではない。
料を記載し開示する目的で参照により本明細書に組み入れることとする。本明細書におけ
るいずれのものも、本発明が先行発明に基づいてそのような開示に先行する権利を有しな
いと自認するものと解釈されるべきではない。
添付図面の参照により本発明の好ましい実施形態が本明細書に記載されているが、本発
明はそれらそのとおりの実施形態には限定されず、添付の特許請求の範囲において定めら
れる本発明の範囲または精神から逸脱することなく、種々の変更および修飾が当業者によ
り施されうると理解されるべきである。
明はそれらそのとおりの実施形態には限定されず、添付の特許請求の範囲において定めら
れる本発明の範囲または精神から逸脱することなく、種々の変更および修飾が当業者によ
り施されうると理解されるべきである。
実施例1
大腸菌(E.coli)におけるクロストリジウム・ディフィシレ(C.diffici
le)TcdAおよびTcdB突然変異体の発現
Quick Change(登録商標)XL Site Directed Muta
genesisキット(Stratagene Corp.,La Jolla,CA)
を使用して、VPI10463株に由来するクロストリジウム・ディフィシレ(C.di
fficile)天然毒素Aおよび毒素Bをコードするヌクレオチド配列に対して突然変
異誘発を行った。種々の組合せの突然変異を有する幾つかの突然変異毒素を、図3に示さ
れているとおりに製造した。突然変異体を発現させ、大腸菌(E.coli)から精製し
た。また、大腸菌(E.coli)発現系のためにコドン最適化されたヌクレオチド配列
をGenScript(GenScript USA,Inc.,Piscataway
,NJ)から入手した。図3に示されている突然変異体のうち、大腸菌(E.coli)
コドン最適化三重突然変異TcdB(W102A,D288A,E515Q)だけが完全
長形態で発現された。大腸菌(E.coli)において発現された酵素ドメインだけから
なる追加的構築物を試験した。
大腸菌(E.coli)におけるクロストリジウム・ディフィシレ(C.diffici
le)TcdAおよびTcdB突然変異体の発現
Quick Change(登録商標)XL Site Directed Muta
genesisキット(Stratagene Corp.,La Jolla,CA)
を使用して、VPI10463株に由来するクロストリジウム・ディフィシレ(C.di
fficile)天然毒素Aおよび毒素Bをコードするヌクレオチド配列に対して突然変
異誘発を行った。種々の組合せの突然変異を有する幾つかの突然変異毒素を、図3に示さ
れているとおりに製造した。突然変異体を発現させ、大腸菌(E.coli)から精製し
た。また、大腸菌(E.coli)発現系のためにコドン最適化されたヌクレオチド配列
をGenScript(GenScript USA,Inc.,Piscataway
,NJ)から入手した。図3に示されている突然変異体のうち、大腸菌(E.coli)
コドン最適化三重突然変異TcdB(W102A,D288A,E515Q)だけが完全
長形態で発現された。大腸菌(E.coli)において発現された酵素ドメインだけから
なる追加的構築物を試験した。
大腸菌(E.coli)における構築物の発現をSDS−PAGEにより評価した。図
4に示されているとおり、大腸菌(E.coli)におけるTcd突然変異酵素ドメイン
(触媒ドメイン)の発現の分析は、一般に、分解産物の可変性プロファイルを有する〜6
0kDaの1つの主要組換え体バンドを示した。タンパク質の同一性および完全性を、抗
His MAbを使用するウエスタンブロット分析により確認した(図4)。
4に示されているとおり、大腸菌(E.coli)におけるTcd突然変異酵素ドメイン
(触媒ドメイン)の発現の分析は、一般に、分解産物の可変性プロファイルを有する〜6
0kDaの1つの主要組換え体バンドを示した。タンパク質の同一性および完全性を、抗
His MAbを使用するウエスタンブロット分析により確認した(図4)。
実施例2
RhoAグルコシル化アッセイによるTcdAおよびTcdB酵素活性の決定
RhoAグルコシル化活性アッセイを用いて、組換えTcdAおよびTcdB酵素ドメ
インの毒性をインビトロで比較した。簡潔に説明すると、タンパク質を、2つの異なる濃
度レベル(1および10μg/mL)で、基質(組換えRhoA−GTPアーゼ)、補因
子(MnII)および放射能標識補基質(UDP−14C−グルコース)を含有する反応
バッファーと混合した。反応を37℃で90分間インキュベートし、タンパク質を、取り
込まれた14Cと共に、氷冷10%トリクロロ酢酸で沈殿させた。沈殿物を濾過により回
収し、フィルターを液体シンチレーションカウンターで定量した。
RhoAグルコシル化アッセイによるTcdAおよびTcdB酵素活性の決定
RhoAグルコシル化活性アッセイを用いて、組換えTcdAおよびTcdB酵素ドメ
インの毒性をインビトロで比較した。簡潔に説明すると、タンパク質を、2つの異なる濃
度レベル(1および10μg/mL)で、基質(組換えRhoA−GTPアーゼ)、補因
子(MnII)および放射能標識補基質(UDP−14C−グルコース)を含有する反応
バッファーと混合した。反応を37℃で90分間インキュベートし、タンパク質を、取り
込まれた14Cと共に、氷冷10%トリクロロ酢酸で沈殿させた。沈殿物を濾過により回
収し、フィルターを液体シンチレーションカウンターで定量した。
TcdBに関するアッセイの結果を図5に示す。三重突然変異体W102A,D288
A,E515Q触媒ドメインは天然触媒ドメインのグルコシル化活性の約10%を保有し
ているようであり、これはW102欠失突然変異体と匹敵しうる活性であった。Quad
S(W102A,D288A,E515Q,S518A)、QuadW(W102A,D
288A,E515Q,W520A)およびデルタW102は、検出可能な酵素活性を示
さなかった。完全長毒素の場合、3mTcdBは完全長毒素の活性の〜0.5%を保有し
ていた。3mTcdB触媒ドメイン断片と完全長3mTcdBとの間の毒性の相違はフォ
ールディングまたは純度の相違によるものでありうる。TcdAに関して、類似した結果
が観察された。
A,E515Q触媒ドメインは天然触媒ドメインのグルコシル化活性の約10%を保有し
ているようであり、これはW102欠失突然変異体と匹敵しうる活性であった。Quad
S(W102A,D288A,E515Q,S518A)、QuadW(W102A,D
288A,E515Q,W520A)およびデルタW102は、検出可能な酵素活性を示
さなかった。完全長毒素の場合、3mTcdBは完全長毒素の活性の〜0.5%を保有し
ていた。3mTcdB触媒ドメイン断片と完全長3mTcdBとの間の毒性の相違はフォ
ールディングまたは純度の相違によるものでありうる。TcdAに関して、類似した結果
が観察された。
このデータに基づいて、完全長突然変異毒素(W102A,D288A,E515Q,
W520A)内に第4の突然変異を導入した。昆虫細胞(バキュロウイルス発現系)およ
びバシラス・メガテリウム(B.megaterium)において、4mTcdAおよび
4mTcdB構築物を発現させた。この第4突然変異の付加にもかかわらず、動物の免疫
化後に残留毒性が尚も観察された。したがって、第5の突然変異であるC698Aを導入
した。C698Aは、トランスロケーションドメインから触媒ドメインを切断して細胞質
内へのその遊離を可能にするシステインプロテアーゼの鍵残基である。この突然変異の導
入はTcdBの毒性における更に10倍の減少を引き起こした(図6)。
W520A)内に第4の突然変異を導入した。昆虫細胞(バキュロウイルス発現系)およ
びバシラス・メガテリウム(B.megaterium)において、4mTcdAおよび
4mTcdB構築物を発現させた。この第4突然変異の付加にもかかわらず、動物の免疫
化後に残留毒性が尚も観察された。したがって、第5の突然変異であるC698Aを導入
した。C698Aは、トランスロケーションドメインから触媒ドメインを切断して細胞質
内へのその遊離を可能にするシステインプロテアーゼの鍵残基である。この突然変異の導
入はTcdBの毒性における更に10倍の減少を引き起こした(図6)。
実施例3
バキュロウイルス発現系におけるTcdAおよびTcdBの発現
組換えTcdAおよびTcdBの発現において遭遇する難題を克服するために、幾つか
の発現プラットフォームを評価した。まず、大腸菌(E.coli)を試験したが、この
系を使用して3mTcdAを発現させることはできなかった。3mTcdBは成功裏に発
現されたが、それは部分的に分解した。また、大腸菌(E.coli)における4mTc
dA/Bの発現も評価したが、この場合もまた、4mTcdAはこの宿主系において成功
裏に産生されなかったが、4mTcdBは高レベル(〜1.6g/L)で産生された。ま
た、バシラス・メガテリウム(B.megaterium)発現系も評価し、それは少量
ないし中等度の量の5mTcdA(〜75mg/L)および5mTcdB(〜200から
700mg/L)を成功裏に産生した。
バキュロウイルス発現系におけるTcdAおよびTcdBの発現
組換えTcdAおよびTcdBの発現において遭遇する難題を克服するために、幾つか
の発現プラットフォームを評価した。まず、大腸菌(E.coli)を試験したが、この
系を使用して3mTcdAを発現させることはできなかった。3mTcdBは成功裏に発
現されたが、それは部分的に分解した。また、大腸菌(E.coli)における4mTc
dA/Bの発現も評価したが、この場合もまた、4mTcdAはこの宿主系において成功
裏に産生されなかったが、4mTcdBは高レベル(〜1.6g/L)で産生された。ま
た、バシラス・メガテリウム(B.megaterium)発現系も評価し、それは少量
ないし中等度の量の5mTcdA(〜75mg/L)および5mTcdB(〜200から
700mg/L)を成功裏に産生した。
バシラス・メガテリウム(Bacillus megaterium)を、この生物に
おける完全長TcdAおよびTcdBの発現の過去の例(Burgerら,Bioche
m Biophys Res.Commun.307(3):584−8(2003);
Yangら,BMC Microbiol.8:192(2008))に基づいて、発現
宿主として評価した。この発現宿主は3mTcdAおよび3mTcdBの産生の増加を示
したが(起源配列NAP1株)、これらの分子でのハムスターおよびサルの免疫化は、こ
れらの調製物が、ホルムアルデヒド不活化の非存在下では許容し得ないほどに高レベルの
残留毒性を含有することを示した。
おける完全長TcdAおよびTcdBの発現の過去の例(Burgerら,Bioche
m Biophys Res.Commun.307(3):584−8(2003);
Yangら,BMC Microbiol.8:192(2008))に基づいて、発現
宿主として評価した。この発現宿主は3mTcdAおよび3mTcdBの産生の増加を示
したが(起源配列NAP1株)、これらの分子でのハムスターおよびサルの免疫化は、こ
れらの調製物が、ホルムアルデヒド不活化の非存在下では許容し得ないほどに高レベルの
残留毒性を含有することを示した。
つぎに、無傷抗原の収量を増加させるために、5mTcdAおよび5mTcdBについ
て昆虫細胞/バキュロウイルス産生プラットフォームの使用を評価した。昆虫細胞におけ
るバキュロウイルス媒介性発現のために、W101A、D287A、E514Q、W51
9A突然変異またはW101A、D287A、E514Q、W519AおよびC700A
突然変異のいずれかで修飾されたクロストリジウム・ディフィシレ(C.diffici
le)株VPI10463からのTcdA配列(以下、それぞれ、TcdA VPI 4
MまたはTcdA VPI 5Mと称する)を使用した。また、突然変異W102A、D
288A、E515Q、W520AおよびC698Aで修飾されたクロストリジウム・デ
ィフィシレ(C.difficile)株NAP1/027/BIからのTcdB配列(
以下、TcdB NAP 5M)を使用した。
て昆虫細胞/バキュロウイルス産生プラットフォームの使用を評価した。昆虫細胞におけ
るバキュロウイルス媒介性発現のために、W101A、D287A、E514Q、W51
9A突然変異またはW101A、D287A、E514Q、W519AおよびC700A
突然変異のいずれかで修飾されたクロストリジウム・ディフィシレ(C.diffici
le)株VPI10463からのTcdA配列(以下、それぞれ、TcdA VPI 4
MまたはTcdA VPI 5Mと称する)を使用した。また、突然変異W102A、D
288A、E515Q、W520AおよびC698Aで修飾されたクロストリジウム・デ
ィフィシレ(C.difficile)株NAP1/027/BIからのTcdB配列(
以下、TcdB NAP 5M)を使用した。
組換えバキュロウイルスは、TcdA変異体に関して後記でより詳細に記載されている
とおり、Bac−to−Bac発現系(Invitrogen,Carlsbad,CA
)を使用して作製した。DNA配列を遺伝子合成により作製し、pFastBac(商標
)導入ベクター内のNotI/SphI制限部位内にクローニングした。TcdA突然変
異体のクローニングのために、プラスミドVPIA BM pUC57における、Tcd
Aコード配列の上流のBsrGI制限部位にNotI制限部位を導入した。構築物は、p
UC57内にクローニングされたバシラス・メガテリウム(Bacillus mega
terium)最適化クロストリジウム・ディフィシレ(Clostridium di
fficile)毒素A配列(TcdA BM)を含有していた。NotIの挿入のため
に使用したオリゴヌクレオチドは以下のとおりであった:BsrGI−NotI F−5
’ G T A C A G C G G C C G C T 3’(配列番号36)
およびBsrGI−NotI R−5’ T C G C C G G C G A C
A T G 3’(配列番号37)。得られたVPIA BM pUC57 NotI
をNotIおよびSphIで消化してTcdA BM遺伝子を得、ついでこれは、Not
I/SphIで消化されたpFastbac1ベクター内にクローニングすることが可能
であった。これは導入プラスミドpFbTcdA BMを与えた。
とおり、Bac−to−Bac発現系(Invitrogen,Carlsbad,CA
)を使用して作製した。DNA配列を遺伝子合成により作製し、pFastBac(商標
)導入ベクター内のNotI/SphI制限部位内にクローニングした。TcdA突然変
異体のクローニングのために、プラスミドVPIA BM pUC57における、Tcd
Aコード配列の上流のBsrGI制限部位にNotI制限部位を導入した。構築物は、p
UC57内にクローニングされたバシラス・メガテリウム(Bacillus mega
terium)最適化クロストリジウム・ディフィシレ(Clostridium di
fficile)毒素A配列(TcdA BM)を含有していた。NotIの挿入のため
に使用したオリゴヌクレオチドは以下のとおりであった:BsrGI−NotI F−5
’ G T A C A G C G G C C G C T 3’(配列番号36)
およびBsrGI−NotI R−5’ T C G C C G G C G A C
A T G 3’(配列番号37)。得られたVPIA BM pUC57 NotI
をNotIおよびSphIで消化してTcdA BM遺伝子を得、ついでこれは、Not
I/SphIで消化されたpFastbac1ベクター内にクローニングすることが可能
であった。これは導入プラスミドpFbTcdA BMを与えた。
ついでpFastBac(商標)を、親バクミド(bacmid)を含有するコンピテ
ントDH10Bac(商標)大腸菌(Escherichia coli)内に形質転換
し、ここで、それは組換えバクミド(Bacmid)を与えるように再結合した。Tcd
A突然変異体の場合、2つのタイプの細菌コンピテント細胞において形質転換を行った。
1つ目は、Bac−to−Bacバキュロウイルス発現系を備えた標準的なDH10Ba
c(商標)大腸菌(E.coli)細胞(Invitrogen, Life Tech
nologies)であり、2つ目はBacdCCDH10細胞(M van Oers
博士(University of Wageningen,NL, S.Kabaら,
Journal of Virological Methods 122(2004)
113−118)であった。BacdCC細胞においてバクミドとしてクローニングされ
たバキュロウイルスゲノムは、クロラムフェニコール耐性遺伝子により置換されたv−カ
テプシンおよびキチナーゼ遺伝子の欠失を含有する。Bac−to−Bac発現系と共に
提供されたマニュアルに従い、形質転換を行った。BacdCC DH10細胞との組換
え体の選択のために、25μg/ml クロラムフェニコールをLB(Luria Be
rtani)寒天プレートに加えた。再ストリーク後に白色にとどまるコロニーから培養
を成長させ、バクミドDNAを単離し、トランスフェクションに使用した。
ントDH10Bac(商標)大腸菌(Escherichia coli)内に形質転換
し、ここで、それは組換えバクミド(Bacmid)を与えるように再結合した。Tcd
A突然変異体の場合、2つのタイプの細菌コンピテント細胞において形質転換を行った。
1つ目は、Bac−to−Bacバキュロウイルス発現系を備えた標準的なDH10Ba
c(商標)大腸菌(E.coli)細胞(Invitrogen, Life Tech
nologies)であり、2つ目はBacdCCDH10細胞(M van Oers
博士(University of Wageningen,NL, S.Kabaら,
Journal of Virological Methods 122(2004)
113−118)であった。BacdCC細胞においてバクミドとしてクローニングされ
たバキュロウイルスゲノムは、クロラムフェニコール耐性遺伝子により置換されたv−カ
テプシンおよびキチナーゼ遺伝子の欠失を含有する。Bac−to−Bac発現系と共に
提供されたマニュアルに従い、形質転換を行った。BacdCC DH10細胞との組換
え体の選択のために、25μg/ml クロラムフェニコールをLB(Luria Be
rtani)寒天プレートに加えた。再ストリーク後に白色にとどまるコロニーから培養
を成長させ、バクミドDNAを単離し、トランスフェクションに使用した。
ついで組換えバクミドを抽出し、使用して、Sf9およびSf21昆虫細胞をトランス
フェクトし、ここで、バキュロウイルスを作製し、1〜2回継代して、実験のための十分
な組換えバキュロウイルスを得た。Invitrogen Bac−to−Bacマニュ
アルに従い、トランスフェクションを行った。TCID50アッセイまたは市販のバキュ
ロウイルス力価測定キット(Expression Systems,LLC,Wood
land,CA)を使用して、バキュロウイルスを力価測定した。精製プロセス条件にお
ける若干の相違以外は、それらの2つのTcdA変異体およびTcdB変異体は同様に処
理された。
フェクトし、ここで、バキュロウイルスを作製し、1〜2回継代して、実験のための十分
な組換えバキュロウイルスを得た。Invitrogen Bac−to−Bacマニュ
アルに従い、トランスフェクションを行った。TCID50アッセイまたは市販のバキュ
ロウイルス力価測定キット(Expression Systems,LLC,Wood
land,CA)を使用して、バキュロウイルスを力価測定した。精製プロセス条件にお
ける若干の相違以外は、それらの2つのTcdA変異体およびTcdB変異体は同様に処
理された。
実施例4
昆虫細胞の増殖および誘導のための方法
SF9(ATCC)、SF21細胞(Kemp Biotechnologies,I
nc.)、SF21CB(Intervet)およびExpresSF+(Protei
n Sciences,Meriden,CT)を、無血清Sf900−IIまたはSf
900−III培地(Invitrogen,Carlsbad,CA)を使用して、振
とうフラスコ(培養体積=フラスコ体積の1/5〜1/2)内で27℃で培養し、1−2
’’行程の振とう器を使用して50〜150RPMで撹拌した。細胞を分割し、0.5×
106〜5×106 生細胞/mlで維持した。発現研究のために、1〜2×106 細
胞/mlの生細胞濃度の昆虫細胞を0.1単位/生細胞以上の感染多重度(MOI)で感
染させた。感染後第2〜6日から、細胞ペレット、上清および全ブロスサンプルにおいて
産物レベルをモニターした。サンプルを調製し、SDS−PAGE[この場合、TcdA
(〜300kDa)およびTcdB(〜270kDa)はほとんどの他のタンパク質から
良く分離される]により分析した。精製のための回収を、典型的には感染後第4〜5日に
行った。
昆虫細胞の増殖および誘導のための方法
SF9(ATCC)、SF21細胞(Kemp Biotechnologies,I
nc.)、SF21CB(Intervet)およびExpresSF+(Protei
n Sciences,Meriden,CT)を、無血清Sf900−IIまたはSf
900−III培地(Invitrogen,Carlsbad,CA)を使用して、振
とうフラスコ(培養体積=フラスコ体積の1/5〜1/2)内で27℃で培養し、1−2
’’行程の振とう器を使用して50〜150RPMで撹拌した。細胞を分割し、0.5×
106〜5×106 生細胞/mlで維持した。発現研究のために、1〜2×106 細
胞/mlの生細胞濃度の昆虫細胞を0.1単位/生細胞以上の感染多重度(MOI)で感
染させた。感染後第2〜6日から、細胞ペレット、上清および全ブロスサンプルにおいて
産物レベルをモニターした。サンプルを調製し、SDS−PAGE[この場合、TcdA
(〜300kDa)およびTcdB(〜270kDa)はほとんどの他のタンパク質から
良く分離される]により分析した。精製のための回収を、典型的には感染後第4〜5日に
行った。
実施例5
昆虫細胞からのTcdAおよびTcdBタンパク質の回収および精製
回収時の全ブロスサンプルにおけるTcdAレベルは、(実験的変動および昆虫細胞型
の相違により)100〜200mg/lで変動し、TcdBレベルは200〜500mg
/lで変動した。初期の試みは、清澄化上清から産物を回収することを目的とした。しか
し、組換えタンパク質は上清および細胞ペレットの両方に存在し、流動物または合せた全
ブロスのいずれからも回収されうる。細胞内画分は昆虫細胞の型によって様々であった。
細胞ペレットまたは全ブロスからのタンパク質の効率的抽出は、細胞溶解の誘発に典型的
な濃度の非イオン界面活性剤(例えば、0.1〜1.0% Triton X−100)
の使用を要した。精製では、硫酸アンモニウム沈殿、およびそれに続く、強アニオン交換
樹脂を使用するイオン交換クロマトグラフィー(IEX)の組合せを用いて、完全長産物
TcdAは、清澄化上清から、低収率で70%を超える純度まで回収可能であった。Tc
dAおよびTcdBは共に、強アニオン交換樹脂を使用するIEXクロマトグラフィーお
よびそれに続くヒドロキシアパタイト(HA)クロマトグラフィーの組合せを用い、流動
物のいずれからも20%を超える収率で90%を超える純度まで回収可能であった。
昆虫細胞からのTcdAおよびTcdBタンパク質の回収および精製
回収時の全ブロスサンプルにおけるTcdAレベルは、(実験的変動および昆虫細胞型
の相違により)100〜200mg/lで変動し、TcdBレベルは200〜500mg
/lで変動した。初期の試みは、清澄化上清から産物を回収することを目的とした。しか
し、組換えタンパク質は上清および細胞ペレットの両方に存在し、流動物または合せた全
ブロスのいずれからも回収されうる。細胞内画分は昆虫細胞の型によって様々であった。
細胞ペレットまたは全ブロスからのタンパク質の効率的抽出は、細胞溶解の誘発に典型的
な濃度の非イオン界面活性剤(例えば、0.1〜1.0% Triton X−100)
の使用を要した。精製では、硫酸アンモニウム沈殿、およびそれに続く、強アニオン交換
樹脂を使用するイオン交換クロマトグラフィー(IEX)の組合せを用いて、完全長産物
TcdAは、清澄化上清から、低収率で70%を超える純度まで回収可能であった。Tc
dAおよびTcdBは共に、強アニオン交換樹脂を使用するIEXクロマトグラフィーお
よびそれに続くヒドロキシアパタイト(HA)クロマトグラフィーの組合せを用い、流動
物のいずれからも20%を超える収率で90%を超える純度まで回収可能であった。
実施例6
組換えTcdAおよびTcdBタンパク質の特徴づけ
TcdAおよびTcdBタンパク質産物(完全長であった産物関連バンドの画分)の完
全性は、大腸菌(E.coli)(TcdBの場合)およびバシラス・メガテリウム(B
.megaterium)における細胞内発現と比較して、バキュロウイルス/昆虫細胞
系において最も良く維持された。また、宿主不純物に対する所望の産物の比率は(より低
いバイオマスおよび細胞当たりの良好な生産性ゆえに)バキュロウイルス/昆虫細胞系の
場合に最高であり、それにより、より容易な下流処理が可能となった。これを例示するた
めに、図7に示されているとおり、上清、およびTcdA VPI 4Mバキュロウイル
ス感染Sf9(ATCC,Manassas,VA)昆虫細胞培養の全ブロスサンプルを
、サンプルバッファーとしての4×LDS(Invitrogen)を使用するSDS−
PAGE(NuPAGE Novex 4−12% Bis−Trisゲル)により分析
した。陰性対照として、インサート(Bacmin)を含有しないバキュロウイルスを使
用した。細胞に0.1 TCID50 単位/細胞のMOIで感染させ、それを感染の5
日後に回収した。
組換えTcdAおよびTcdBタンパク質の特徴づけ
TcdAおよびTcdBタンパク質産物(完全長であった産物関連バンドの画分)の完
全性は、大腸菌(E.coli)(TcdBの場合)およびバシラス・メガテリウム(B
.megaterium)における細胞内発現と比較して、バキュロウイルス/昆虫細胞
系において最も良く維持された。また、宿主不純物に対する所望の産物の比率は(より低
いバイオマスおよび細胞当たりの良好な生産性ゆえに)バキュロウイルス/昆虫細胞系の
場合に最高であり、それにより、より容易な下流処理が可能となった。これを例示するた
めに、図7に示されているとおり、上清、およびTcdA VPI 4Mバキュロウイル
ス感染Sf9(ATCC,Manassas,VA)昆虫細胞培養の全ブロスサンプルを
、サンプルバッファーとしての4×LDS(Invitrogen)を使用するSDS−
PAGE(NuPAGE Novex 4−12% Bis−Trisゲル)により分析
した。陰性対照として、インサート(Bacmin)を含有しないバキュロウイルスを使
用した。細胞に0.1 TCID50 単位/細胞のMOIで感染させ、それを感染の5
日後に回収した。
結果は、バキュロウイルス系により産生された突然変異毒素物質が、その他の系におい
て産生されたタンパク質より高い質を有することを示した。それは遥かに低い分解を示し
、より容易に精製された。
て産生されたタンパク質より高い質を有することを示した。それは遥かに低い分解を示し
、より容易に精製された。
実施例7
ハムスターチャレンジモデルにおけるTcdAおよびTcdB突然変異タンパク質の免疫
原性の評価
ハムスターモデルを以下のとおりに行った。ゴールデンハムスターを3週間間隔でワク
チンで筋肉内に4回免疫化した。ついで、15日間の休息期間の後、動物にクリンダマイ
シン(クレオシン(Cleocin))を経口ガバージュにより投与した。この処理はコ
ロニー性微生物叢を破壊し、クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile
)による定着に対する感受性のウィンドウ(window)を与えることが判明した。ク
レオシン処理の5日後、動物を致死量のクロストリジウム・ディフィシレ(C.diff
icile)胞子でチャレンジした。動物を1日2回、14日間にわたって評価した。種
々のTcdAおよびTcdbタンパク質での免疫化のこのモデルにおける防御の結果を図
8に示す。
ハムスターチャレンジモデルにおけるTcdAおよびTcdB突然変異タンパク質の免疫
原性の評価
ハムスターモデルを以下のとおりに行った。ゴールデンハムスターを3週間間隔でワク
チンで筋肉内に4回免疫化した。ついで、15日間の休息期間の後、動物にクリンダマイ
シン(クレオシン(Cleocin))を経口ガバージュにより投与した。この処理はコ
ロニー性微生物叢を破壊し、クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile
)による定着に対する感受性のウィンドウ(window)を与えることが判明した。ク
レオシン処理の5日後、動物を致死量のクロストリジウム・ディフィシレ(C.diff
icile)胞子でチャレンジした。動物を1日2回、14日間にわたって評価した。種
々のTcdAおよびTcdbタンパク質での免疫化のこのモデルにおける防御の結果を図
8に示す。
組換え突然変異毒素(大腸菌(E.coli)、バシラス・メガテリウム(B.meg
aterium)およびバキュロウイルス/昆虫細胞)は、天然毒素に対する血清IgG
を測定するELISA及び細胞に基づく中和抗体アッセイにおいて、お互いに対しておよ
び天然毒素のホルムアルデヒド不活化により得られたトキソイドワクチンに対して、ハム
スター致死チャレンジモデルにおいて免疫学的に類似していることも示された(データ非
表示)。
aterium)およびバキュロウイルス/昆虫細胞)は、天然毒素に対する血清IgG
を測定するELISA及び細胞に基づく中和抗体アッセイにおいて、お互いに対しておよ
び天然毒素のホルムアルデヒド不活化により得られたトキソイドワクチンに対して、ハム
スター致死チャレンジモデルにおいて免疫学的に類似していることも示された(データ非
表示)。
実施例8
CDTaおよびCDTbの発現
全ての二成分毒素構築物は、鋳型としてNAP1/027/BI配列を使用して作製し
た。CDTaおよびCDTb配列は、これまで調べた全株にわたって>97%保存されて
いるため、NAP1株に基づく選択された構築物は、全ての二成分毒素発現株に対して防
御するのに十分な抗体応答を生成するはずである。
CDTaおよびCDTbの発現
全ての二成分毒素構築物は、鋳型としてNAP1/027/BI配列を使用して作製し
た。CDTaおよびCDTb配列は、これまで調べた全株にわたって>97%保存されて
いるため、NAP1株に基づく選択された構築物は、全ての二成分毒素発現株に対して防
御するのに十分な抗体応答を生成するはずである。
CDTaをコードするヌクレオチド配列(シグナルペプチドとして作用する最初の42
個のN末端アミノ酸をコードするコドンを欠く)は、大腸菌(E.coli)における最
適発現のためにGenscript(Genscript USA,Inc.,Pisc
ataway,NJ)によりコドン最適化され(配列番号47)、フランキングNdeI
およびXhoIクローニング部位を含有し、終止コドンを含有していなかった。配列は、
指示上の誤りのため、N末端に余分なメチオニンを含有していた。遺伝子を大腸菌(E.
coli)発現ベクターpET30a(EMD Biochemicals USA,G
ibbstown,NJ)のNdeI/XhoI部位内にクローニングし、C末端の6×
ヒスチジンタグと共に発現させた。大腸菌(E.coli)発現宿主BLR(DE3)(
EMD Biochemicals)を使用して発現研究を行った。CDTaは高度に発
現され、可溶性であった。
個のN末端アミノ酸をコードするコドンを欠く)は、大腸菌(E.coli)における最
適発現のためにGenscript(Genscript USA,Inc.,Pisc
ataway,NJ)によりコドン最適化され(配列番号47)、フランキングNdeI
およびXhoIクローニング部位を含有し、終止コドンを含有していなかった。配列は、
指示上の誤りのため、N末端に余分なメチオニンを含有していた。遺伝子を大腸菌(E.
coli)発現ベクターpET30a(EMD Biochemicals USA,G
ibbstown,NJ)のNdeI/XhoI部位内にクローニングし、C末端の6×
ヒスチジンタグと共に発現させた。大腸菌(E.coli)発現宿主BLR(DE3)(
EMD Biochemicals)を使用して発現研究を行った。CDTaは高度に発
現され、可溶性であった。
最初に、CDTbの成熟形態(シグナルペプチドおよび活性化ドメインを欠く)を大腸
菌(E.coli)内で6×ヒスチジンタブを伴って発現させるための試みを行った。C
DTbは、Genscriptにより、大腸菌(E.coli)内での発現に関してコド
ン最適化され、フランキングNdeI/XhoIクローニング部位を含有し、終止コドン
を含有していなかった(配列番号53)。遺伝子を大腸菌(E.coli)発現ベクター
pET30aのNdeI/XhoI部位内にクローニングし、C末端の6×ヒスチジンタ
グと共に発現させた。大腸菌(E.coli)発現宿主BLR(DE3)を使用して発現
研究を行った。残念ながら、この構築物は不安定であり、不溶性であることが判明した。
CDTbタンパク質の>90%は〜40kDの分解産物中で見出された。
菌(E.coli)内で6×ヒスチジンタブを伴って発現させるための試みを行った。C
DTbは、Genscriptにより、大腸菌(E.coli)内での発現に関してコド
ン最適化され、フランキングNdeI/XhoIクローニング部位を含有し、終止コドン
を含有していなかった(配列番号53)。遺伝子を大腸菌(E.coli)発現ベクター
pET30aのNdeI/XhoI部位内にクローニングし、C末端の6×ヒスチジンタ
グと共に発現させた。大腸菌(E.coli)発現宿主BLR(DE3)を使用して発現
研究を行った。残念ながら、この構築物は不安定であり、不溶性であることが判明した。
CDTbタンパク質の>90%は〜40kDの分解産物中で見出された。
ベクターpGEX 6P−1(GE Healthcare)を使用するGST融合タ
ンパク質としてのCDTbの安定発現は、Sundriyalら(Protein Ex
pression and Purification 74:42−48(2010)
)により既に記載されている。この研究に基づき、Genscriptにより最適化され
た前記CDTbを、N末端クローニング部位をNdeIからBamHIへと変化させ終止
コドンを導入するように設計されたプライマーを使用してPCR増幅した。ついで、Su
ndriyalにより記載されているとおり、CDTbを大腸菌(E.coli)発現ベ
クターpGEX6P−1内にN末端GSTタグとインフレームでクローニングした(配列
番号54)。BLR(DE3)を使用してCDTbを発現させた。融合タンパク質は安定
であり、高度に発現され、可溶性であった。しかし、GSTタグを除去するためのタンパ
ク質分解は、タンパク質の可溶性の著しい低下を引き起こした。
ンパク質としてのCDTbの安定発現は、Sundriyalら(Protein Ex
pression and Purification 74:42−48(2010)
)により既に記載されている。この研究に基づき、Genscriptにより最適化され
た前記CDTbを、N末端クローニング部位をNdeIからBamHIへと変化させ終止
コドンを導入するように設計されたプライマーを使用してPCR増幅した。ついで、Su
ndriyalにより記載されているとおり、CDTbを大腸菌(E.coli)発現ベ
クターpGEX6P−1内にN末端GSTタグとインフレームでクローニングした(配列
番号54)。BLR(DE3)を使用してCDTbを発現させた。融合タンパク質は安定
であり、高度に発現され、可溶性であった。しかし、GSTタグを除去するためのタンパ
ク質分解は、タンパク質の可溶性の著しい低下を引き起こした。
CDTbの可溶性を増加させることを試みるために、CDTbの第2形態を構築した。
プロCDTbと称されるこの構築物は、元のCDTb構築物には含まれていない活性化ド
メインを含んでいたが、シグナルペプチドを尚も欠いていた。プロCDTbは、フランキ
ングBamHIおよびXhoIクローニング部位および終止コドンを伴うように、Gen
scriptにより大腸菌(E.coli)内での発現に関してコドン最適化された(配
列番号56)。前記のとおりに、プロCDTbを発現ベクターpGEX 6P−1内にク
ローニングした。発現宿主BLR(DE3)を使用して、発現研究を行った。融合タンパ
ク質は安定であり、高度に発現され、可溶性であった。この場合もまた、GSTタグを除
去するためのタンパク質分解は、タンパク質の可溶性の著しい低下を引き起こした。
プロCDTbと称されるこの構築物は、元のCDTb構築物には含まれていない活性化ド
メインを含んでいたが、シグナルペプチドを尚も欠いていた。プロCDTbは、フランキ
ングBamHIおよびXhoIクローニング部位および終止コドンを伴うように、Gen
scriptにより大腸菌(E.coli)内での発現に関してコドン最適化された(配
列番号56)。前記のとおりに、プロCDTbを発現ベクターpGEX 6P−1内にク
ローニングした。発現宿主BLR(DE3)を使用して、発現研究を行った。融合タンパ
ク質は安定であり、高度に発現され、可溶性であった。この場合もまた、GSTタグを除
去するためのタンパク質分解は、タンパク質の可溶性の著しい低下を引き起こした。
二成分毒素成分の安全性を評価するために、ハムスター研究を行った。ハムスターを、
以下の形態のCDTaの1つと組み合わされたCDTbで免疫化した:(1)ホルムアル
デヒド不活化組換え天然(非突然変異)CDTa、(2)ホルムアルデヒド不活化3mC
DTa1/3mCDTa2、または(3)組換え3mCDTa1/3mCDTa2(ホル
ムアルデヒド未不活化体)。全身性の及び注射部位の両方の有害事象(AE)に関して、
免疫化後の数日間にわたって動物を観察した。1つの研究においては、ホルムアルデヒド
不活化野生型配列CDTaを含有する全ての腕において有意なAEが観察され、ホルムア
ルデヒド不活化3mCDTa1および3mCDTa2を含有する腕においては、少数の軽
度なAEが観察された。第2の研究においては、ホルムアルデヒド不活化野生型配列CD
Taの投与を受けた腕の半分(2/4)で有意なAEが観察され、この場合もまた、ホル
ムアルデヒド不活化3mCDTaおよび3mCDTa2ならびに組換え3mCDTa1/
3mCDTa2(ホルムアルデヒド未不活化体)を含有する腕において少数の軽度なAE
が観察された。研究の結果は、二成分毒素を完全に不活化するにはホルムアルデヒド不活
化法だけでは不十分であったことを示している。また、AEは大部分がCDTa成分によ
るものであろう。なぜなら、それらの2つの成分の免疫化は僅かなCDTb関連AEを別
個に示したに過ぎないからである。
以下の形態のCDTaの1つと組み合わされたCDTbで免疫化した:(1)ホルムアル
デヒド不活化組換え天然(非突然変異)CDTa、(2)ホルムアルデヒド不活化3mC
DTa1/3mCDTa2、または(3)組換え3mCDTa1/3mCDTa2(ホル
ムアルデヒド未不活化体)。全身性の及び注射部位の両方の有害事象(AE)に関して、
免疫化後の数日間にわたって動物を観察した。1つの研究においては、ホルムアルデヒド
不活化野生型配列CDTaを含有する全ての腕において有意なAEが観察され、ホルムア
ルデヒド不活化3mCDTa1および3mCDTa2を含有する腕においては、少数の軽
度なAEが観察された。第2の研究においては、ホルムアルデヒド不活化野生型配列CD
Taの投与を受けた腕の半分(2/4)で有意なAEが観察され、この場合もまた、ホル
ムアルデヒド不活化3mCDTaおよび3mCDTa2ならびに組換え3mCDTa1/
3mCDTa2(ホルムアルデヒド未不活化体)を含有する腕において少数の軽度なAE
が観察された。研究の結果は、二成分毒素を完全に不活化するにはホルムアルデヒド不活
化法だけでは不十分であったことを示している。また、AEは大部分がCDTa成分によ
るものであろう。なぜなら、それらの2つの成分の免疫化は僅かなCDTb関連AEを別
個に示したに過ぎないからである。
実施例9
遺伝的に不活化されたCDTaタンパク質の発現
二成分毒素は活性毒素であるため、遺伝的に不活化(不活性化)された形態の毒素タン
パク質を作製することも望ましかった。したがって、毒素の酵素成分CDTaを遺伝的不
活化のための標的とした。まず、CDTaを遺伝的に不活化することを試みるために、C
DTaの以下の2つの三重突然変異体を設計した:3mCDTa1(R302A,E38
5A,E387D)および3mCDTa2(S345F,E385QおよびE387Q)
。この場合もまた、遺伝子は、余分のメチオニンを伴わないこと以外はCDTa(前記)
と同様にして、大腸菌(E.coli)における最適発現のためにGenscriptに
よりコドン最適化された。また、CDTaに関して前記されているとおりに、3mCDT
a1および3mCDTa2をクローニングし、発現させた。3mCDTa1および3mC
DTa2は高度に発現され、可溶性であった。
遺伝的に不活化されたCDTaタンパク質の発現
二成分毒素は活性毒素であるため、遺伝的に不活化(不活性化)された形態の毒素タン
パク質を作製することも望ましかった。したがって、毒素の酵素成分CDTaを遺伝的不
活化のための標的とした。まず、CDTaを遺伝的に不活化することを試みるために、C
DTaの以下の2つの三重突然変異体を設計した:3mCDTa1(R302A,E38
5A,E387D)および3mCDTa2(S345F,E385QおよびE387Q)
。この場合もまた、遺伝子は、余分のメチオニンを伴わないこと以外はCDTa(前記)
と同様にして、大腸菌(E.coli)における最適発現のためにGenscriptに
よりコドン最適化された。また、CDTaに関して前記されているとおりに、3mCDT
a1および3mCDTa2をクローニングし、発現させた。3mCDTa1および3mC
DTa2は高度に発現され、可溶性であった。
CDTaを遺伝的に不活化するために、以下の3つの追加的なCDTa三重突然変異体
および2つのCDTa四重変異体を設計した:4mCDTa3(R302A,S345F
,E385Q,E387Q);3mCDTa4(Y62A,Y69A,R255A);3
mCDTa5(R359A,Y62A,Q307E);3mCDTa6(Y258A,F
356A,S345F);3mCDTa7(N342A,Y253A,Y382A);お
よび4mCDTa8(S345F,E385Q,E387Q,C2A)。突然変異体構築
物の毒性を天然抗原と比較するために、細胞毒性研究を行った。毒性力価測定アッセイに
おいて、CDTa(天然体または突然変異体)および活性化CDTbを、1:7のCDT
a:CDTb モル比で一緒にした。毒素混合物を完全MEM培地内で系列希釈した。つ
いで、希釈された毒素を、384ウェルプレート内で増殖させたベロ(Vero)細胞に
適用し、加湿CO2インキュベータ内で37℃で24時間インキュベートした。細胞を固
定し、透過性亢進させ、Alexa 488ファロイジンで染色し、走査サイトメータ(
ImageXpress Velos)を使用して単層のイメージを得た。GraphP
ad Prismソフトウェアを使用して、力価測定曲線をグラフ化した。結果は、全て
の突然変異CDTaタンパク質において、天然CDTaより低い毒性が観察されたことを
示している(図22を参照されたい)。
および2つのCDTa四重変異体を設計した:4mCDTa3(R302A,S345F
,E385Q,E387Q);3mCDTa4(Y62A,Y69A,R255A);3
mCDTa5(R359A,Y62A,Q307E);3mCDTa6(Y258A,F
356A,S345F);3mCDTa7(N342A,Y253A,Y382A);お
よび4mCDTa8(S345F,E385Q,E387Q,C2A)。突然変異体構築
物の毒性を天然抗原と比較するために、細胞毒性研究を行った。毒性力価測定アッセイに
おいて、CDTa(天然体または突然変異体)および活性化CDTbを、1:7のCDT
a:CDTb モル比で一緒にした。毒素混合物を完全MEM培地内で系列希釈した。つ
いで、希釈された毒素を、384ウェルプレート内で増殖させたベロ(Vero)細胞に
適用し、加湿CO2インキュベータ内で37℃で24時間インキュベートした。細胞を固
定し、透過性亢進させ、Alexa 488ファロイジンで染色し、走査サイトメータ(
ImageXpress Velos)を使用して単層のイメージを得た。GraphP
ad Prismソフトウェアを使用して、力価測定曲線をグラフ化した。結果は、全て
の突然変異CDTaタンパク質において、天然CDTaより低い毒性が観察されたことを
示している(図22を参照されたい)。
実施例10
CDTa/CDTbの精製
動物研究において使用するための精製された二成分毒素タンパク質を得るために、大腸
菌(E.coli)からアフィニティタグ付き抗原としてCDTaおよびCDTbを精製
した。アフィニティカラムを使用する精製方法を、動物研究のための十分な収率および純
度を確保するように最適化した。表1は、各構築物の精製に使用したアフィニティタグ、
ならびに得られた収率および純度を示す。幾つかの場合には、更なる研究のための十分な
純度を得るためにアフィニティクロマトグラフィー以降の追加的な精製工程を用いた。
CDTa/CDTbの精製
動物研究において使用するための精製された二成分毒素タンパク質を得るために、大腸
菌(E.coli)からアフィニティタグ付き抗原としてCDTaおよびCDTbを精製
した。アフィニティカラムを使用する精製方法を、動物研究のための十分な収率および純
度を確保するように最適化した。表1は、各構築物の精製に使用したアフィニティタグ、
ならびに得られた収率および純度を示す。幾つかの場合には、更なる研究のための十分な
純度を得るためにアフィニティクロマトグラフィー以降の追加的な精製工程を用いた。
また、タグ無し二成分毒素タンパク質を、バキュロウイルスベクターを使用して、昆虫
細胞においておよびバシラス・メガテリウム(Bacillus megaterium
)において発現させた。各系からの発現力価をSDS−PAGEにより決定した。3mC
DTaの発現力価(全ライセート/培養ブロスから測定)はバシラス・メガテリウム(B
.megaterium)に関しては>1g/Lであり、バキュロウイルス系に関しては
約0.3g/Lであった。CDTbの発現力価はバシラス・メガテリウム(B.mega
terium)に関しては0.02g/Lであり、バキュロウイルスに関しては0.2g
/Lであった。プロCDTbの場合、発現力価はバキュロウイルスにおいて>0.5g/
Lであった。
細胞においておよびバシラス・メガテリウム(Bacillus megaterium
)において発現させた。各系からの発現力価をSDS−PAGEにより決定した。3mC
DTaの発現力価(全ライセート/培養ブロスから測定)はバシラス・メガテリウム(B
.megaterium)に関しては>1g/Lであり、バキュロウイルス系に関しては
約0.3g/Lであった。CDTbの発現力価はバシラス・メガテリウム(B.mega
terium)に関しては0.02g/Lであり、バキュロウイルスに関しては0.2g
/Lであった。プロCDTbの場合、発現力価はバキュロウイルスにおいて>0.5g/
Lであった。
実施例11
ワクチン組成物の効力
二成分毒素を含むワクチン組成物の効力を、実施例7に記載されているハムスターモデ
ルにおいて評価した。1つの研究においては、(a)アルミニウムヒドロキシホスファー
トアジュバント(「メルクアルミニウムアジュバント(Merck Aluminum
Adjuvant」または「MAA」)およびISCOMATRIX(登録商標)アジュ
バントと共に製剤化された組換えTcdA[バシラス・メガテリウム(Bacillus
megaterium)発現系を使用して産生されたNap 3mTcdA]およびT
cdB[バシラス・メガテリウム(Bacillus megaterium)発現系を
使用して産生されたNap 3mTcdB]、(b)MAAおよびISCOMATRIX
(登録商標)と共に製剤化されたホルムアルデヒド不活化TcdAおよびTcdB(Li
st Biological Laboratories,Inc.,Campbell
,CA)、または(c)アジュバントのみの対照を含むワクチンでハムスターを免疫化し
た。結果は、組換えワクチンが投与された動物が原型VPI10463株からの胞子(純
度95%)の241 CFU/用量の致死的チャレンジに対して完全に防御されたことを
示している(図11、パネルA)。
ワクチン組成物の効力
二成分毒素を含むワクチン組成物の効力を、実施例7に記載されているハムスターモデ
ルにおいて評価した。1つの研究においては、(a)アルミニウムヒドロキシホスファー
トアジュバント(「メルクアルミニウムアジュバント(Merck Aluminum
Adjuvant」または「MAA」)およびISCOMATRIX(登録商標)アジュ
バントと共に製剤化された組換えTcdA[バシラス・メガテリウム(Bacillus
megaterium)発現系を使用して産生されたNap 3mTcdA]およびT
cdB[バシラス・メガテリウム(Bacillus megaterium)発現系を
使用して産生されたNap 3mTcdB]、(b)MAAおよびISCOMATRIX
(登録商標)と共に製剤化されたホルムアルデヒド不活化TcdAおよびTcdB(Li
st Biological Laboratories,Inc.,Campbell
,CA)、または(c)アジュバントのみの対照を含むワクチンでハムスターを免疫化し
た。結果は、組換えワクチンが投与された動物が原型VPI10463株からの胞子(純
度95%)の241 CFU/用量の致死的チャレンジに対して完全に防御されたことを
示している(図11、パネルA)。
しかし、これらの動物がVPI株でのチャレンジの後に生存したにもかかわらず、全て
の試験群の動物において、相当な体重減少、下痢および罹患が生じた。また、クロストリ
ジウム・ディフィシレ(C.difficile)細菌および毒素は、便および盲腸含有
物の両方において検出可能であった。更に、前記の同じ3つの試験群((a)〜(c))
でワクチン接種を比較する別の研究において、組換えTcdA+TcdBワクチンは、高
毒性NAP1/027/BI17株からの胞子(純度95%)の457 CFU用量の致
死的チャレンジでチャレンジされたハムスターの生存を実質的に増加させることができな
かった(図11、パネルB)。
の試験群の動物において、相当な体重減少、下痢および罹患が生じた。また、クロストリ
ジウム・ディフィシレ(C.difficile)細菌および毒素は、便および盲腸含有
物の両方において検出可能であった。更に、前記の同じ3つの試験群((a)〜(c))
でワクチン接種を比較する別の研究において、組換えTcdA+TcdBワクチンは、高
毒性NAP1/027/BI17株からの胞子(純度95%)の457 CFU用量の致
死的チャレンジでチャレンジされたハムスターの生存を実質的に増加させることができな
かった(図11、パネルB)。
したがって、ワクチンの防御効力を増強し、疾患に関連した罹患率を低下させるために
、他の抗原が該ワクチンに加えられうるかどうかを決定するために、追加的なワクチン成
分を評価した。この目的のために、ワクチン中のTcdAおよびTcdB毒素に加えられ
うる9個の追加的抗原を特定するために、文献およびプロテオーム評価を行い、そのよう
な追加的抗原をTcdAおよびTcdBと組み合わせてハムスターモデルにおいて評価し
た。この評価から、TcdAおよびTcdBを含有するワクチンへの二成分毒素(CDT
aおよびCDTb)の添加は、NAP1/027/BIチャレンジ後のハムスターにおけ
るこのワクチンの防御効力を一貫して増強した。
、他の抗原が該ワクチンに加えられうるかどうかを決定するために、追加的なワクチン成
分を評価した。この目的のために、ワクチン中のTcdAおよびTcdB毒素に加えられ
うる9個の追加的抗原を特定するために、文献およびプロテオーム評価を行い、そのよう
な追加的抗原をTcdAおよびTcdBと組み合わせてハムスターモデルにおいて評価し
た。この評価から、TcdAおよびTcdBを含有するワクチンへの二成分毒素(CDT
aおよびCDTb)の添加は、NAP1/027/BIチャレンジ後のハムスターにおけ
るこのワクチンの防御効力を一貫して増強した。
本発明者らはまた、二成分毒素(CDTaおよびCDTb)の両成分が、この分子によ
りもたらされる防御に必要なのかどうかまたは一方のタンパク質で十分なのかどうかを、
ハムスターチャレンジ研究において調べた。この研究においては、(a)組換えTcdA
(バキュロウイルス発現系を使用して産生された5mTcdA)、組換えTcdB(バキ
ュロウイルス発現系を使用して産生された5mTcdB)、およびCDTa;(b)組換
えTcdA(バキュロウイルス発現系を使用して産生された5mTcdA)、組換えTc
dB(バキュロウイルス発現系を使用して産生された5mTcdB)、およびCDTb;
または(c)組換えTcdA(バキュロウイルス発現系を使用して産生された5mTcd
A)、組換えTcdB(バキュロウイルス発現系を使用して産生された5mTcdB)、
CDTaおよびCDTb、のいずれかでハムスターをワクチン接種した。(a)〜(c)
の全群をMAAおよびISCOMATRIXアジュバント共に製剤化し、アジュバントの
みが投与された第4群(d)と比較した。結果は、TcdAおよびTcdBと組み合わさ
れたCDTaまたはCDTbがNAP1/027/BI17株(470 CFU/動物)
による致死的チャレンジに対する防御を誘導しうることを示唆しているが、この防御は不
完全であった。これとは対照的に、両方の二成分毒素タンパク質(CDTaおよびCDT
b)とTcdAおよびTcdBとの組合せは、この組合せを用いて過去の研究において観
察された防御を完全に復元した(図12)。
りもたらされる防御に必要なのかどうかまたは一方のタンパク質で十分なのかどうかを、
ハムスターチャレンジ研究において調べた。この研究においては、(a)組換えTcdA
(バキュロウイルス発現系を使用して産生された5mTcdA)、組換えTcdB(バキ
ュロウイルス発現系を使用して産生された5mTcdB)、およびCDTa;(b)組換
えTcdA(バキュロウイルス発現系を使用して産生された5mTcdA)、組換えTc
dB(バキュロウイルス発現系を使用して産生された5mTcdB)、およびCDTb;
または(c)組換えTcdA(バキュロウイルス発現系を使用して産生された5mTcd
A)、組換えTcdB(バキュロウイルス発現系を使用して産生された5mTcdB)、
CDTaおよびCDTb、のいずれかでハムスターをワクチン接種した。(a)〜(c)
の全群をMAAおよびISCOMATRIXアジュバント共に製剤化し、アジュバントの
みが投与された第4群(d)と比較した。結果は、TcdAおよびTcdBと組み合わさ
れたCDTaまたはCDTbがNAP1/027/BI17株(470 CFU/動物)
による致死的チャレンジに対する防御を誘導しうることを示唆しているが、この防御は不
完全であった。これとは対照的に、両方の二成分毒素タンパク質(CDTaおよびCDT
b)とTcdAおよびTcdBとの組合せは、この組合せを用いて過去の研究において観
察された防御を完全に復元した(図12)。
実施例12
非ヒト霊長類におけるワクチン組成物の免疫原性
4〜10歳のアカゲザルの11群(n=3/群)を、20μgのvpi 5mTcdA
bv、20μgのnap 5mTcdB bv、5μgの3m CdtA2 bvおよ
び5μgのプロCdtB(「研究11」)を含む種々のワクチン組成物で筋肉内に免疫化
した。10群に投与した試験組成物は、図17に示されているとおり、IMX、MAA、
IMO2170またはこれらのアジュバントの組合せから選択されるアジュバントをも含
んでいた。IMO2170は、Idera Pharmaceuticals(Camb
ridge,MA)から得られるトール様受容体アゴニストである。
非ヒト霊長類におけるワクチン組成物の免疫原性
4〜10歳のアカゲザルの11群(n=3/群)を、20μgのvpi 5mTcdA
bv、20μgのnap 5mTcdB bv、5μgの3m CdtA2 bvおよ
び5μgのプロCdtB(「研究11」)を含む種々のワクチン組成物で筋肉内に免疫化
した。10群に投与した試験組成物は、図17に示されているとおり、IMX、MAA、
IMO2170またはこれらのアジュバントの組合せから選択されるアジュバントをも含
んでいた。IMO2170は、Idera Pharmaceuticals(Camb
ridge,MA)から得られるトール様受容体アゴニストである。
研究の全体にわたって有害事象に関して動物をモニターした。覚醒中の動物に対して、
研究の全体にわたり並びに用量1の投与後(PD1)、PD2、PD3およびPD4の4
時間の時点で、トランスポンダーにより体温を測定した。投与後4時間の時点で、および
少なくとも7日間にわたって毎日、注射部位を観察した。研究の全体にわたって、ほとん
どのサルに関して体温は正常範囲内であった。いずれの動物に関しても、いずれの時点で
も有害事象は観察されなかった。
研究の全体にわたり並びに用量1の投与後(PD1)、PD2、PD3およびPD4の4
時間の時点で、トランスポンダーにより体温を測定した。投与後4時間の時点で、および
少なくとも7日間にわたって毎日、注射部位を観察した。研究の全体にわたって、ほとん
どのサルに関して体温は正常範囲内であった。いずれの動物に関しても、いずれの時点で
も有害事象は観察されなかった。
示されている時点で動物から採血し、全4個の抗原に対する免疫応答を、ELISAア
ッセイを用いて測定した。アカゲザルにおいてワクチン接種により誘導された血清抗毒素
IgGの濃度を各ワクチン成分に関して測定した。抗原を96ウェルプレート上にコート
した(TcdAは1μg/ml、TcdBは0.5μg/ml、CDTaは5μg/ml
およびCDTbは5μg/ml)。洗浄およびブロッキング工程ならびにHRPヤギ抗ヒ
トIgG Fcg二次抗体および現像用基質を含む一般的なELISA法に従った。
ッセイを用いて測定した。アカゲザルにおいてワクチン接種により誘導された血清抗毒素
IgGの濃度を各ワクチン成分に関して測定した。抗原を96ウェルプレート上にコート
した(TcdAは1μg/ml、TcdBは0.5μg/ml、CDTaは5μg/ml
およびCDTbは5μg/ml)。洗浄およびブロッキング工程ならびにHRPヤギ抗ヒ
トIgG Fcg二次抗体および現像用基質を含む一般的なELISA法に従った。
TcdA ELISAアッセイの結果は、3用量計画の投与を受けた群ではPD−1の
抗体価(抗体力価)は1:100未満であったことを示している。PD−2およびPD−
3の力価は、群1〜4および6〜7において非常に類似していた。4用量計画の投与を受
けた群では、抗体価は、用量2の投与後、IMX−MAAにおけるワクチンが投与された
群(群11、1:1863の力価)において観察されたに過ぎなかった。PD−3および
PD−4の力価は群9〜10において類似していた。また、群11のPD−4に関して、
力価の低下が観察された。
抗体価(抗体力価)は1:100未満であったことを示している。PD−2およびPD−
3の力価は、群1〜4および6〜7において非常に類似していた。4用量計画の投与を受
けた群では、抗体価は、用量2の投与後、IMX−MAAにおけるワクチンが投与された
群(群11、1:1863の力価)において観察されたに過ぎなかった。PD−3および
PD−4の力価は群9〜10において類似していた。また、群11のPD−4に関して、
力価の低下が観察された。
3用量計画の投与を受けた群では、TcdB ELISAアッセイの結果は、PD−1
抗体価が1:100未満であったことを示している。PD−2およびPD−3の力価は、
群2、4および7において非常に類似していた。群1、3、5および6において、第3用
量の投与後に力価の上昇(>5×)が観察された。4用量計画の投与を受けた群では、抗
体価は、PD−2において、IMX−MAAにおけるワクチンが投与された群(群11、
1:8144)において観察されたに過ぎなかった。PD−3およびPD−4において、
力価は群9〜10において類似していた。用量4の投与後、群1(〜8×)で力価の上昇
が観察され、群11で力価の低下(2.5×)が観察された。
抗体価が1:100未満であったことを示している。PD−2およびPD−3の力価は、
群2、4および7において非常に類似していた。群1、3、5および6において、第3用
量の投与後に力価の上昇(>5×)が観察された。4用量計画の投与を受けた群では、抗
体価は、PD−2において、IMX−MAAにおけるワクチンが投与された群(群11、
1:8144)において観察されたに過ぎなかった。PD−3およびPD−4において、
力価は群9〜10において類似していた。用量4の投与後、群1(〜8×)で力価の上昇
が観察され、群11で力価の低下(2.5×)が観察された。
二成分毒素成分の場合、CDTbでは、全体的にCDTaの場合より高い力価が観察さ
れた。3用量計画の投与を受けた群では、CDTaに関するPD−1抗体価は1:100
未満であった。用量2の投与後、CDTa力価は群5において観察されたに過ぎなかった
(1:10850)。PD−3では全群で力価が観察され、群5(IMX−MAA−No
F)において1:26,000の最大力価が観察された。群6(IMO−MAA−F)お
よび群7(アジュバント無し)では、1:2000未満の力価が観察された。4用量計画
の投与を受けた全群で、CDTa力価は用量2の投与後までは検出不能であった。用量3
の投与後、群8〜10においては力価の上昇が観察され、群11においては力価の低下が
観察された。
れた。3用量計画の投与を受けた群では、CDTaに関するPD−1抗体価は1:100
未満であった。用量2の投与後、CDTa力価は群5において観察されたに過ぎなかった
(1:10850)。PD−3では全群で力価が観察され、群5(IMX−MAA−No
F)において1:26,000の最大力価が観察された。群6(IMO−MAA−F)お
よび群7(アジュバント無し)では、1:2000未満の力価が観察された。4用量計画
の投与を受けた全群で、CDTa力価は用量2の投与後までは検出不能であった。用量3
の投与後、群8〜10においては力価の上昇が観察され、群11においては力価の低下が
観察された。
CDTbの場合、3用量計画の投与を受けた全群でPD−1抗体価は1:100未満で
あった。PD−2およびPD−3における抗体価は、3用量計画の投与を受けた全群で高
かった。興味深いことに、アジュバントを伴わずにワクチンが投与された群(群7)にお
いて、力価の上昇(5×)が認められた。4用量計画の投与を受けた群では、PD−2に
おいて、3用量計画の群からのPD−2力価と比較して低い抗体価が観察された。しかし
、PD−3およびPD−4における力価は全群において非常に類似していた。最終的なI
gG ELISA力価(第47日)を、3用量計画の投与を受けた群に関しては図18A
に、4用量計画の投与を受けた群に関しては図18Bに示す。
あった。PD−2およびPD−3における抗体価は、3用量計画の投与を受けた全群で高
かった。興味深いことに、アジュバントを伴わずにワクチンが投与された群(群7)にお
いて、力価の上昇(5×)が認められた。4用量計画の投与を受けた群では、PD−2に
おいて、3用量計画の群からのPD−2力価と比較して低い抗体価が観察された。しかし
、PD−3およびPD−4における力価は全群において非常に類似していた。最終的なI
gG ELISA力価(第47日)を、3用量計画の投与を受けた群に関しては図18A
に、4用量計画の投与を受けた群に関しては図18Bに示す。
また、Nabアッセイを用いて中和抗体を測定した。このアッセイにおいては、天然T
cdAまたはTcdBによるベロ細胞の殺細胞を抑制する抗血清の能力を評価した。毒素
のインキュベーションおよびベロ細胞での抗血清の希釈の後、細胞を固定し、F−アクチ
ンに特異的な蛍光プローブで染色した。染色されたF−アクチンの量およびそれに続いて
細胞面積を、細胞走査サイトメータを使用して決定した。結果は、TcdAおよびTcd
Bに対する中和抗体が、30日後(PD−3)および45日後(群に応じてPD−3また
はPD−4)、全群で観察されたことを示している。3用量計画の場合、第45日に、群
4(IMX/MAA−F)はTcdAおよび二成分毒素の両方に対する最高の中和抗体価
を示し、群1(IMX−F)はTcdBに対する最高の中和力価を示した。4用量計画か
らの第45日の結果は、群8および11(IMX−FおよびIMX/MAA−F)が、全
3個の中和アッセイにおいて、MAAアジュバント化体(群9および10)より高い力価
を有することを示している。一般に、IMXまたはIMX/MAAでアジュバント化され
た4成分ワクチンで免疫化されたサルは最高の中和力価を示した。該Nabアッセイの結
果を図19A〜19Cに示す。
cdAまたはTcdBによるベロ細胞の殺細胞を抑制する抗血清の能力を評価した。毒素
のインキュベーションおよびベロ細胞での抗血清の希釈の後、細胞を固定し、F−アクチ
ンに特異的な蛍光プローブで染色した。染色されたF−アクチンの量およびそれに続いて
細胞面積を、細胞走査サイトメータを使用して決定した。結果は、TcdAおよびTcd
Bに対する中和抗体が、30日後(PD−3)および45日後(群に応じてPD−3また
はPD−4)、全群で観察されたことを示している。3用量計画の場合、第45日に、群
4(IMX/MAA−F)はTcdAおよび二成分毒素の両方に対する最高の中和抗体価
を示し、群1(IMX−F)はTcdBに対する最高の中和力価を示した。4用量計画か
らの第45日の結果は、群8および11(IMX−FおよびIMX/MAA−F)が、全
3個の中和アッセイにおいて、MAAアジュバント化体(群9および10)より高い力価
を有することを示している。一般に、IMXまたはIMX/MAAでアジュバント化され
た4成分ワクチンで免疫化されたサルは最高の中和力価を示した。該Nabアッセイの結
果を図19A〜19Cに示す。
実施例13
CDTa突然変異4mCDTa8の分析用および免疫原性分析
組換え突然変異体3mCDTa2および組換え野生型CDTaのウエスタンブロット分
析により、本発明者らは、これらのCDTaタンパク質が二量体化する傾向を有すること
を観察した。8〜16% Tris−グリシンゲルを5μgまたは2μg/ウェルでロー
ディングし、還元および非還元条件下で泳動させた。図20Aを参照されたい。結果は、
還元条件下、CDTaおよび3mCDTa2タンパク質の両方の大部分が単量体(>97
%)として存在することを示した。しかし、非還元条件下では、CDTaの約35〜38
%および3mCDTa2の約60〜63%は二量体として存在した。
CDTa突然変異4mCDTa8の分析用および免疫原性分析
組換え突然変異体3mCDTa2および組換え野生型CDTaのウエスタンブロット分
析により、本発明者らは、これらのCDTaタンパク質が二量体化する傾向を有すること
を観察した。8〜16% Tris−グリシンゲルを5μgまたは2μg/ウェルでロー
ディングし、還元および非還元条件下で泳動させた。図20Aを参照されたい。結果は、
還元条件下、CDTaおよび3mCDTa2タンパク質の両方の大部分が単量体(>97
%)として存在することを示した。しかし、非還元条件下では、CDTaの約35〜38
%および3mCDTa2の約60〜63%は二量体として存在した。
CDTaの配列を調べることにより、単一のシステイン残基(C2)を見出した。シス
テインはジスルフィド結合によりタンパク質をオリゴマー化させうるため、CDTaの二
量体化を低減または排除することを試み、システイン残基を突然変異させた。このように
して、3mCDTa2における突然変異に突然変異C2Aを付加した4mCDTa8を作
製した。システイン突然変異が実際に二量体化を低減していたかどうかを確認するために
、SEC分析を行った。3mCDTa1のSEC−UV分析では、移動相は25mM N
aPi、0.3M NaCl、0.05% w/v アジ化ナトリウム(pH6.8)で
あり、分析は、0.2ml/分の流速でTSKgelスーパーSW3000(Tsoso
h Biosciencel 8675)を使用して行った。4mCDTa8のSEC−
MALS分析では、サンプルを、ガードカラムを伴うWyatt 010S5分析装置上
に注入した。カラムを平衡化し、0.5ml/分でPBS中で作動させた。サンプルは、
配列推定単量体分子量より約13%高い約56.9kDaの計算分子量を有する単一の十
分に明瞭なピークとして溶出した。
テインはジスルフィド結合によりタンパク質をオリゴマー化させうるため、CDTaの二
量体化を低減または排除することを試み、システイン残基を突然変異させた。このように
して、3mCDTa2における突然変異に突然変異C2Aを付加した4mCDTa8を作
製した。システイン突然変異が実際に二量体化を低減していたかどうかを確認するために
、SEC分析を行った。3mCDTa1のSEC−UV分析では、移動相は25mM N
aPi、0.3M NaCl、0.05% w/v アジ化ナトリウム(pH6.8)で
あり、分析は、0.2ml/分の流速でTSKgelスーパーSW3000(Tsoso
h Biosciencel 8675)を使用して行った。4mCDTa8のSEC−
MALS分析では、サンプルを、ガードカラムを伴うWyatt 010S5分析装置上
に注入した。カラムを平衡化し、0.5ml/分でPBS中で作動させた。サンプルは、
配列推定単量体分子量より約13%高い約56.9kDaの計算分子量を有する単一の十
分に明瞭なピークとして溶出した。
3mCDTa1のSEC−UV分析は、物質が、二量体/より高次の凝集物として、単
量体より高い比率で存在することを証明した(図20Bを参照されたい)。これとは対照
的に、4mCDTa8のSEC−MALs分析は、タンパク質物質のほぼ全てが単量体と
して存在することを示しており(図20C)、このことは、システイン突然変異がCDT
aのオリゴマー化を実際に劇的に低減したことを証明している。
量体より高い比率で存在することを証明した(図20Bを参照されたい)。これとは対照
的に、4mCDTa8のSEC−MALs分析は、タンパク質物質のほぼ全てが単量体と
して存在することを示しており(図20C)、このことは、システイン突然変異がCDT
aのオリゴマー化を実際に劇的に低減したことを証明している。
C2A突然変異がCDTaタンパク質成分の免疫原性またはNAP1チャレンジ後の防
御能に影響を及ぼしたかどうかを判定するために、他のワクチン成分(突然変異TcdA
/B、プロCDTb)と組み合わされた3mCDTa2および4mCDTa8の免疫原性
の比較を含むハムスター研究を行った。生存曲線は、両方の群において、ハムスターの8
0%がNAP1チャレンジを生き延びたことを示しており、このことは、システイン突然
変異の付加が3mCDTa2(両抗原は免疫学的に類似している)の免疫原性に悪影響を
及ぼさなかったことを示している。
御能に影響を及ぼしたかどうかを判定するために、他のワクチン成分(突然変異TcdA
/B、プロCDTb)と組み合わされた3mCDTa2および4mCDTa8の免疫原性
の比較を含むハムスター研究を行った。生存曲線は、両方の群において、ハムスターの8
0%がNAP1チャレンジを生き延びたことを示しており、このことは、システイン突然
変異の付加が3mCDTa2(両抗原は免疫学的に類似している)の免疫原性に悪影響を
及ぼさなかったことを示している。
Claims (44)
- W101A、D287A、E514Q、D285A、S517A、W519AおよびC
700Aからなる群から選択される少なくとも4つの突然変異を含む組換えクロストリジ
ウム・ディフィシレ(C.difficile)毒素A(TcdA)タンパク質。 - 該タンパク質が、(a)W101A、D287A、E514QおよびW519A;(b
)W101A、D287A、E514QおよびD285A;(c)W101A、D287
A、E514QおよびS517A;(d)W101A、D287AおよびE514Q;な
らびに(e)W101A、D287A、E514Q、W519AおよびC700Aからな
る群から選択される一組の突然変異を含む、請求項1記載のTcdAタンパク質。 - 該タンパク質が、W101A、D287A、E514Q、W519AおよびC700A
突然変異を含む、請求項2記載のTcdAタンパク質。 - 該TcdAタンパク質が、クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile
)NAP1参考株またはVPI 10463参考株から誘導されたアミノ酸配列を含む、
請求項1〜3のいずれか1項記載のTcdAタンパク質。 - 該タンパク質が、配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11
、配列番号12、配列番号25、配列番号26および配列番号35からなる群から選択さ
れるアミノ酸配列を含む、請求項1記載のTcdAタンパク質。 - 該タンパク質が実質的に精製されている、請求項1〜5のいずれか1項記載のTcdA
タンパク質。 - W102A、D288A、E515Q、D286A、S518A、W520AおよびC
698Aからなる群から選択される少なくとも3つの突然変異を含む単離された組換えク
ロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)毒素B(TcdB)タンパク
質。 - 該タンパク質が、(a)W102A、D288AおよびE515Q;(b)W102、
D288A、E515QおよびW520A;(c)W102A、D288A、E515Q
およびD286A;(d)W102A、D288A、E515QおよびS518A;なら
びに(e)W102A、D288A、E515Q、W520AおよびC698Aからなる
群から選択される一組の突然変異を含む、請求項7記載の単離されたTcdBタンパク質
。 - 該タンパク質が、W102A、D288A、E515Q、W520AおよびC698A
突然変異を含む、請求項8記載の単離されたTcdBタンパク質。 - 該TcdBタンパク質が、クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile
)NAP1参考株またはVPI 10463参考株から誘導されたアミノ酸配列を含む、
請求項7〜9のいずれか1項記載の単離されたTcdBタンパク質。 - 該タンパク質が、配列番号19、配列番号20、配列番号21、配列番号22、配列番
号23、配列番号24、配列番号27、配列番号28または配列番号58からなる群から
選択されるアミノ酸配列を含む、請求項7記載の単離されたTcdBタンパク質。 - 該タンパク質が実質的に精製されている、請求項7〜11のいずれか1項記載の単離さ
れたTcdBタンパク質。 - 請求項1〜6のいずれか1項記載のTcdAタンパク質および医薬上許容される担体を
含む免疫原性組成物。 - 請求項7〜12のいずれか1項記載のTcdBタンパク質および医薬上許容される担体
を含む免疫原性組成物。 - 請求項1〜6のいずれか1項記載のTcdAタンパク質および請求項7〜12のいずれ
か1項記載のTcdBタンパク質および医薬上許容される担体を含む免疫原性組成物。 - アジュバントを更に含む、請求項13〜15のいずれか1項記載の免疫原性組成物。
- 該アジュバントが、アルミニウムアジュバント、Iscom型アジュバント、またはア
ルミニウムアジュバントとIscom型アジュバントとの組合せである、請求項16記載
の免疫原性組成物。 - 昆虫細胞を、ヌクレオチド配列の発現を可能にする条件下、請求項1〜5のいずれか1
項記載のTcdAタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含むバキュロウイルスベク
ターで形質転換してTcdAタンパク質を産生させることを含む、クロストリジウム・デ
ィフィシレ(C.difficile)TcdAタンパク質の製造方法。 - 昆虫細胞を、ヌクレオチド配列の発現を可能にする条件下、請求項7〜11のいずれか
1項記載のTcdBタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含むバキュロウイルスベ
クターで形質転換してTcdBタンパク質を産生させることを含む、クロストリジウム・
ディフィシレ(C.difficile)TcdBタンパク質の製造方法。 - C2A、Y67A、Y69A、Y253A、R255A、Y258A、R302A、Q
307E、N342A、S345F、F356A、R359A、Y382A、E385Q
、E385A、E387QおよびE387Dから選択される少なくとも2つの突然変異を
含む組換え二成分毒素タンパク質A(CDTa)。 - 該タンパク質がシグナルペプチドを欠いている、請求項20記載のCDTaタンパク質
。 - 該CDTaタンパク質が、
(a)S345F、E385QおよびE387Q;
(b)R302A、E385AおよびE387D;
(c)C2A、S345F、E385QおよびE387Q;
(d)R302A、S345F、E385QおよびE387Q;
(e)Y67A、Y69AおよびR255A;
(f)R359A、Y67AおよびQ307E;
(g)Y258A、F356A、S345F;ならびに
(h)N342A、Y253AおよびY382A
からなる群から選択される一組の突然変異を含む、請求項20または請求項21記載のC
DTaタンパク質。 - 該タンパク質が、配列番号40、配列番号42または配列番号67に記載されているア
ミノ酸配列を含む、請求項20または請求項21記載のCDTaタンパク質。 - 該タンパク質が、C2A、S345F、E385QおよびE387Q突然変異を含む、
請求項22記載のCDTaタンパク質。 - 該タンパク質が実質的に精製されている、請求項20〜24のいずれか1項記載のCD
Taタンパク質。 - 請求項20〜25のいずれか1項記載のCDTaタンパク質およびクロストリジウム・
ディフィシレ(C.difficile)からの二成分毒素タンパク質B(CDTb)お
よび医薬上許容される担体を含む免疫原性組成物。 - 該CDTbタンパク質がシグナルペプチドを欠いている、請求項26記載の免疫原性組
成物。 - 該CDTbタンパク質が活性化ドメインを欠いている、請求項27記載の免疫原性組成
物。 - アジュバントを更に含む、請求項26〜28のいずれか1項記載の免疫原性組成物。
- 該アジュバントがアルミニウムアジュバントまたはISCOM型アジュバントまたはそ
れらの組合せである、請求項29記載の免疫原性組成物。 - 請求項20〜24のいずれか1項記載のCDTaタンパク質をコードするヌクレオチド
配列を含む核酸分子。 - 請求項31記載の核酸分子を含むベクター。
- バキュロウイルスベクターである、請求項32記載のベクター。
- 請求項32または請求項33記載のベクターを含む宿主細胞。
- 該細胞が昆虫細胞である、請求項34記載の宿主細胞。
- 細胞を、ヌクレオチド配列の発現を可能にする条件下、請求項32記載のベクターで形
質転換してCDTaタンパク質を産生させることを含む、CDTaタンパク質の製造方法
。 - 昆虫細胞を、ヌクレオチド配列の発現を可能にする条件下、CDTbタンパク質をコー
ドする核酸を含むバキュロウイルスベクターで形質転換してCDTbタンパク質を産生さ
せることを含む、CDTbタンパク質の製造方法。 - 請求項13〜17、26〜30または40〜43のいずれか1項記載の免疫原性組成物
の有効量を患者に投与することを含む、クロストリジウム・ディフィシレ(C.diff
icile)関連疾患の治療または予防方法。 - クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)感染に関連した疾患の治
療または予防用の医薬の製造における、(a)請求項1〜6のいずれか1項記載のTcd
Aタンパク質、(b)請求項7〜12のいずれか1項記載のTcdBタンパク質、(c)
請求項20〜25のいずれか1項記載のCDTaタンパク質、または(a)、(b)およ
び(c)のいずれかの組合せの使用。 - 請求項1〜6のいずれか1項記載の組換えTcdAタンパク質および請求項7〜12の
いずれか1項記載の組換えTcdBタンパク質を更に含む、請求項26〜28のいずれか
1項記載の免疫原性組成物。 - TcdAタンパク質が突然変異W101、D287A、E514Q、W519Aおよび
C700Aを含み、TcdBタンパク質が突然変異W102A、D288A、E515Q
、W520AおよびC698Aを含み、CDTaタンパク質がシグナルペプチドを欠いて
おり、CDTaタンパク質が突然変異C2A、S345F、E385QおよびE387Q
を含み、そして、CDTbタンパク質がシグナルペプチドを欠いている、請求項40記載
の免疫原性組成物。 - 該組成物がアルミニウムアジュバントを更に含む、請求項41記載の免疫原性組成物。
- 該組成物がISCOM型アジュバントを更に含む、請求項40〜42のいずれか1項記
載の免疫原性組成物。 - クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile)感染に関連した疾患の治
療または予防のための、請求項13〜17、26〜30または40〜43のいずれか1項
記載の免疫原性組成物の使用。
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